一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片及其制备和应用，属于热塑性聚氨酯材料技术领域。所述熔纺氨纶切片的原料按质量份数计，包括：生物基聚酯多元醇68

【技术实现步骤摘要】
一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及热塑性聚氨酯材料
，特别涉及一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片及其制备和应用。

技术介绍

[0002]面对“双碳”目标和传统产业绿色低碳改造升级，发展生物基型环保新材料，从根本上解决白色污染问题，减少聚氨酯材料产业对石油的消耗，是目前的发展趋势。Adiprene Green系列采用了淀粉基聚醚多元醇原料，生产出生物基含量高达90％的聚氨酯弹性体，与化石衍生的聚氨酯相比，可减少高达30％的温室气体。
[0003]氨纶切片即氨纶专用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)，目前氨纶丝生产工艺主要包括干法纺丝和熔融纺丝法，熔融纺丝方法不仅纺丝速度快、易于实现细旦化，而且设备投资少、生产流程简单、绿色环保、无溶剂使用，是最具发展前途的氨纶纺丝技术。
[0004]专利CN109868524B公开了一种将聚醚多元醇、聚酯多元醇、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、异氰酸酯、扩链剂加入反应型双螺杆挤出机中，进行挤出造粒，干燥所得熔纺氨纶切片，这种切片生产的氨纶丝有高回弹率和良好的染色性。专利CN114230753A公开了以聚醚多元醇作为起始剂，引发ε
‑
己内酯开环聚合成聚醚
‑
ε
‑
己内酯多元醇，后与小分子扩链剂和异氰酸酯三种原料加入到双螺杆反应挤出机中，挤出造粒制得氨纶切片。用此切片熔纺出的氨纶丝强度高、回弹性好、耐热性好。专利CN113527621A公开了一种将聚己内酯二元醇、二异氰酸酯、小分子扩链剂、抗氧剂等加入到双螺杆反应挤出机中挤出造粒制得降解性能较好的氨纶切片。
[0005]为了进一步满足“双碳”需求，目前开发节能减排的生物基熔纺氨纶切片所开展的工作较少。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片及其制备和应用。应用生物基材料在较高生物基含量下，开发一种断裂伸长率＞600％的氨纶切片，此切片可用于生产熔纺氨纶纤维，经熔融法获得的氨纶纤维的300％弹性回复率＞90％、断裂伸长率＞500％，性能优异。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]本专利技术技术方案之一：提供一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片，原料按质量份数计，包括：生物基聚酯多元醇68
‑
72份、生物基扩链剂3.5
‑
6.5份、4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)20
‑
25份、抗氧剂1
‑
2份、光稳定剂1
‑
2份、抗水解剂0.3
‑
1份和占其他原料总重的0.001
‑
0.008％的催化剂。
[0009]优选地，所述生物基聚酯多元醇的原料包括生物基二元酸和混合二元醇。
[0010]更优选地，所述生物基二元酸为生物基十一烷二酸；所述混合二元醇为生物基1,
3
‑
丙二醇与石油基新戊二醇混合，或生物基1,3
‑
丙二醇与石油基1,4
‑
环己烷二甲醇混合。
[0011]更优选地，所述生物基1,3
‑
丙二醇与所述石油基新戊二醇的摩尔比为6:1
‑
8:1；所述生物基1,3
‑
丙二醇与所述石油基1,4
‑
环己烷二甲醇的摩尔比为9:1
‑
11:1。
[0012]本专利技术通过加入少量的石油基小分子二元醇(新戊二醇或1,4
‑
环己烷二甲醇)，引入侧基和环状结构，有效降低了软段的结晶速率，既避免了单独使用生物基1,3
‑
丙二醇合成聚酯多元醇，羟值检测过程中有聚合物析出，导致羟值含量无法检测的问题，又避免了单独使用石油基小分子二醇合成聚酯多元醇，切片性能和生物基含量均下降的现象。
[0013]优选地，所述生物基聚酯多元醇的羟值为37.4
‑
56.1mgKOH/g(即数均分子量为2000～3000g/mol)，酸值≤0.5mg KOH/g。
[0014]优选地，所述生物基扩链剂为生物基1,3
‑
丙二醇(PDO)。
[0015]优选地，所述4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯指数0.85
‑
1.07，更优选为0.95
‑
1.03。
[0016]优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，如四(β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)、3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)或2,6
‑
对二叔丁基对甲酚(抗氧剂264)。
[0017]优选地，所述光稳定剂为二苯甲酮类、苯丙三唑类或受阻胺类光稳定剂，如光稳定剂622、光稳定剂770(简称770)、双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯(HA
‑
10)、聚丁二酸(4
‑
羟乙基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶乙醇)酯(BW
‑
10LD)、[[3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6
‑
五甲基
‑4‑
哌啶基)酯(UV
‑
144)、2
‑
羟基
‑
4'
‑
甲氧基二苯甲酮(UV
‑
9)、2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮(UV
‑
531)或2
‑
(2H
‑
苯并三唑
‑2‑
基)
‑
4,6
‑
二(1
‑
甲基
‑1‑
苯乙基)
‑
苯酚(UV234)。
[0018]优选地，所述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂，如二(2,6
‑
二异丙基苯基)碳化二亚胺、二[4
‑
(1
‑
甲基
‑1‑
苯基乙基)
‑
2,6
‑
二异丙基苯基]碳化二亚胺、二(4
‑
苯氧基
‑
2,6
‑
4,6
‑
二异丙基苯基)碳化二亚胺或二(4
‑
叔丁基
‑
2,6
‑
二异丙基苯基)碳化二亚胺。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片，其特征在于，原料按质量份数计，包括：生物基聚酯多元醇68
‑
72份、生物基扩链剂3.5
‑
6.5份、4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯20
‑
25份、抗氧剂1
‑
2份、光稳定剂1
‑
2份、抗水解剂0.3
‑
1份和占其他原料总重的0.001
‑
0.008％的催化剂。2.根据权利要求1所述的高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片，其特征在于，所述生物基聚酯多元醇的原料包括生物基二元酸和混合二元醇。3.根据权利要求2所述的高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片，其特征在于，所述生物基二元酸为生物基十一烷二酸；所述混合二元醇为生物基1,3
‑
丙二醇与石油基新戊二醇混合，或生物基1,3
‑
丙二醇与石油基1,4
‑
环己烷二甲醇混合。4.根据权利要求3所述的高断裂伸长率高生物基含量熔纺氨纶切片，其特征在于，所述生物基1,3
‑
丙二醇与所述石油基新戊二醇的摩尔比为6:1
‑
8:1；所述生物基1,3
‑
丙二醇与所述石油基1,4
‑
环己烷二甲醇的摩尔比为9:1
‑
11:1。5.根据权利要求2所述的高断裂伸长率高生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建华，贾振兴，郑玉成，韩风安，李璇璇，侯惊天，任鹏，郎增科，郎东辉，郎潇，
申请(专利权)人：保定邦泰高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：