一种纺丝原液及制法与其制备高回弹氨纶的方法技术

一种纺丝原液及使用其制备高回弹氨纶的方法，由以下重量配比的原料制得，聚四亚甲基醚二醇310‑350、4,4`‑二苯基甲烷二异氰酸酯72‑80、N,N‑二甲基乙酰胺170‑610、己内酰胺双封端异氰酸酯0.45‑4.5、扩链剂100‑200、终止剂15‑30、粘度稳定剂2‑6、消光剂二氧化钛0.1‑0.5、防变黄剂1‑3、抗氧化剂0.2‑2、硬脂酸镁1‑10、阴离子表面活性剂2‑10。本发明专利技术在常规氨纶的基础上，通过添加己内酰胺双封端异氰酸酯，增强硬链段的结晶区和分子量，通过加入阴离子表面活性剂琥珀酸二异辛酯磺酸钠，提高渗透作用，从而提高氨纶回弹应力和回复率。

【技术实现步骤摘要】
一种纺丝原液及制法与其制备高回弹氨纶的方法
本专利技术涉及一种氨纶制造技术，特别涉及一种纺丝原液及制法与其制备高回弹氨纶的方法。
技术介绍
近年来随着氨纶使用和应用范围的推广，人们对氨纶差异化性能，如耐氯、耐高温、抗静电、回弹性等要求也越来越高。而我国氨纶产业的差异化起步晚，技术相对落后，差异化品种少、附加值低，没有针对细分市场进行有效开发，产品利润率与高性能差异化氨纶相比少40%以上，所生产的纺织品与主要应用于中低端市场，国际竞争力低，严重不符合我国纺织大国的身份和地位。因此，开发出一种具备差异化性能的氨纶产品，具有非凡意义，市场有迫切的需求。欧洲专利EP0343985、EP1311578公开了利用改性聚四氢呋喃醚二醇或者其他低聚二元醇代替普通的聚四氢呋喃醚二醇生产聚氨酯弹性纤维的报道；美国专利US5981686、US5000899、US5708118提出了通过改善软缎结构，以达到提高软硬段分离程度的目的，从而提高回弹性，但是实际效果不是很明显。中国专利CN1209509公开了一种改善了回弹性的聚氨酯弹性纤维的制备方法。中国专利CN101555638A提出了一种高回弹聚氨酯纤维及其制备方法，其特征在于在溶剂环境中进行预聚合，使用不同分子量的低聚二元醇，以及控制一定量的聚合物端基含量来获取高回弹聚氨酯弹性纤维的属性，所制备的聚氨酯弹性纤维具有优异的回弹性及断裂伸长率。中国专利CN102277649B和CN101469463A分别通过加强物理交联和MDI化学交联的方法来提高回弹性，但是均有副作用，例如物理交联后的纺丝溶液在存储过程中极不稳定，而且现有专利技术的氨纶其弹性和回弹性能也不是非常理想。然而，随着氨纶市场应用的扩张，对其伸展性、延伸性等提出了更高的要求，尤其是当其应用在内衣、运动装以及沙滩服装等方面时，要求穿着既紧身又柔软，具有优异的回弹性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，性能稳定的纺丝原液。本专利技术所要解决的又一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，工艺简单的纺丝原液的制备方法。本专利技术所要解决的再一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，制备出质量可靠的高回弹氨纶的方法。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本专利技术是一种制备高回弹氨纶的纺丝原液，其特点是，由以下重量配比的原料制得，聚四亚甲基醚二醇310-350、4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯72-80、N,N-二甲基乙酰胺170-610、己内酰胺双封端异氰酸酯0.45-4.5、扩链剂100-200、终止剂15-30、粘度稳定剂2-6、消光剂二氧化钛0.1-0.5、防变黄剂1-3、抗氧化剂0.2-2、硬脂酸镁1-10、阴离子表面活性剂2-10。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的己内酰胺双封端异氰酸酯为ε-己内酰胺和4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI按照摩尔比2.0-2.4:1反应制得。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的粘度稳定剂选用二亚乙基三胺；所述的扩链剂选用乙二胺；终止剂选用二乙胺和N-甲基乙酰胺的混合物，二乙胺和N-甲基乙酰胺的摩尔比为1:0.3-1。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800-1850g/mol。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的防变黄剂选用双（4-异氰酸基环己基）甲烷和N-叔丁基-N,N-二乙醇胺的聚合物，两者的重量比0.3-1：100；所述的抗氧化剂选用双[β(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸]三甘醇酯；所述的阴离子表面活性剂选用琥珀酸二异辛酯磺酸钠。本专利技术所要解决的又一技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本专利技术是一种上述纺丝原液的制备方法，其特点是，其步骤如下，（1）预聚体溶液的制备在装有搅拌装置的反应器中依次加入N,N-二甲基乙酰胺、聚四亚甲基醚二醇，将温度控制在14℃-18℃后，加入4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯，升温，待温度到达32℃-38℃后，保温反应90分钟-150分钟，制得固含量为40%-70%的预聚体溶液；（2）扩链反应向预聚体溶液中先加入己内酰胺双封端异氰酸酯，再加入N,N-二甲基乙酰胺将预聚体溶液的固含量调整至33%-37%，调整完成后将预聚体溶液冷却至7℃-9℃，加入由扩链剂和终止剂组成的混胺溶液进行扩链反应，扩链反应后制得聚合体溶液；（3）纺丝原液的制备向聚合体溶液中加入消光剂二氧化钛、防变黄剂、抗氧化剂、硬脂酸镁、阴离子表面活性剂，得到固含量为32%-37%、粘度为800泊-4000泊的纺丝原液。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述N-甲基乙酰胺在步骤（2）所述聚合体溶液的聚合体中的摩尔含量控制在10-30mmol/kg，二乙胺在步骤（2）所述聚合体溶液的聚合体中的摩尔含量控制在10-30mmol/kg，步骤（2）所述聚合体溶液的聚合体上的端胺基摩尔含量控制在20-40mmol/kg。本专利技术所要解决的再一技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本专利技术是一种制备高回弹氨纶的方法，其特点是，该方法采用上述的纺丝原液或利用由权利要求6或7所述方法制得的纺丝原液，将该纺丝原液置于20℃-60℃温度条件下，熟化12小时-48小时后，粘度变为40℃时2000泊-10000泊，过滤以后，通过干法纺丝工艺得到聚氨酯弹性纤维，即高回弹氨纶。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：1、改变目前的聚合工艺，在预聚体中加入己内酰胺双封端异氰酸酯，当温度大于200℃纺丝时，己内酰胺双封端异氰酸酯发生解封反应，释放出具有反应活性的MDI,使分子之间产生微交联，增强了硬链段的结晶区；2、使用解封温度较低（约130℃）的N-甲基乙酰胺部分代替终止剂DEA(二乙胺)，N-甲基乙酰胺在聚合体中的摩尔含量控制在10-30mmol/kg，二乙胺在聚合体中的摩尔含量控制在10-30mmol/kg，过量的端胺基（伯胺）控制在20-40mmol/kg，当高温(大于200℃)纺丝时，聚合体发生解封反应，释放出的异氰酸酯基和过量的端胺基（伯胺）产出二次聚合反应，提高氨纶丝纺后特性粘度（大于1.2dL/g）和聚合体分子量；3、在聚氨酯原液中加入阴离子表面活性剂（优选琥珀酸二异辛酯磺酸钠），提高渗透作用，在纺丝过程中使内部温度快速至解封温度（大于130℃），另外加入二亚乙基三胺（含量控制在50-250ppm，即0.5-2.5mmol/kg）作为粘度稳定剂，避免了解封剂可能造成纺丝原液粘度不稳定；本专利技术在常规氨纶的基础上，通过添加己内酰胺双封端异氰酸酯、表面活性剂等方式，增强硬链段的结晶区和分子量，从而提高氨纶回弹应力和回复率，特别适合应用在内衣、运动装以及沙滩服装等服装面料的生产上。具体实施方式进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，而不构成对其权利的限制。实施例1，一种纺丝原液，由以下重量配比的原料制得，聚四亚甲基醚二醇310、4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯72、N,N-二甲基乙酰胺170、己内酰胺双封端异氰酸酯0.45、扩链剂100、终止剂15、粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纺丝原液，其特征在于：由以下重量配比的原料制得:聚四亚甲基醚二醇 310‑3504,4`‑二苯基甲烷二异氰酸酯 72‑80N,N‑二甲基乙酰胺 170‑610己内酰胺双封端异氰酸酯 0.45‑4.5 扩链剂 100‑200终止剂 15‑30 粘度稳定剂 2‑6 消光剂二氧化钛 0.1‑0.5防变黄剂 1‑3 抗氧化剂 0.2‑2 硬脂酸镁 1‑10阴离子表面活性剂2‑10，其中，所述的终止剂选用二乙胺和N‑甲基乙酰胺的混合物，二乙胺和N‑甲基乙酰胺的摩尔比为1:0.3‑1。

【技术特征摘要】
1.一种纺丝原液，其特征在于：由以下重量配比的原料制得:聚四亚甲基醚二醇310-3504,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯72-80N,N-二甲基乙酰胺170-610己内酰胺双封端异氰酸酯0.45-4.5扩链剂100-200终止剂15-30粘度稳定剂2-6消光剂二氧化钛0.1-0.5防变黄剂1-3抗氧化剂0.2-2硬脂酸镁1-10阴离子表面活性剂2-10，其中，所述的终止剂选用二乙胺和N-甲基乙酰胺的混合物，二乙胺和N-甲基乙酰胺的摩尔比为1:0.3-1。2.根据权利要求1所述的纺丝原液，其特征在于：所述的己内酰胺双封端异氰酸酯为ε-己内酰胺和4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI按照摩尔比2.0-2.4:1反应制得。3.根据权利要求1所述的纺丝原液，其特征在于：所述的粘度稳定剂选用二亚乙基三胺。4.根据权利要求1所述的纺丝原液，其特征在于：所述的扩链剂选用乙二胺。5.根据权利要求1所述的纺丝原液，其特征在于：所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800-1850g/mol。6.根据权利要求1所述的纺丝原液，其特征在于：所述的防变黄剂选用双（4-异氰酸基环己基）甲烷和N-叔丁基-N,N-二乙醇胺的聚合物，两者的重量比0.3-1：100；所述的抗氧化剂选用双[β(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸]三甘醇酯；所述的阴离子表面活性剂选用琥珀酸二异辛酯磺酸钠。7.一种权利要求1-6任一项所述纺丝原液的制备方法，其特征在于：其步骤如下，（1）预聚体溶液的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振波，张斌，星明，王宝总，张华卫，李春花，王建伟，陈嫒，李苏，高久林，冯立祥，
申请(专利权)人：连云港杜钟新奥神氨纶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32