一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，其制備方法如下：將溶劑與聚醚加至預(yù)聚罐中，然后按照設(shè)定的NCO/OH比例準確地加入二異氰酸酯，進行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將預(yù)聚產(chǎn)物移送至擴鏈罐中，攪拌均勻，低溫下，緩慢控制滴加擴鏈胺與鏈終止劑溶液，最終形成聚氨酯脲溶液，加入防蟲助劑、抗氧化劑、抗紫外助劑、染色助劑、消光劑、潤滑劑等，充分攪拌均勻，真空脫泡后，通過干法紡絲，制成氨綸纖維。本發(fā)明制備的氨綸除了能保證同類常規(guī)產(chǎn)品的性能指標外，還具有長效防蟲性能。
【專利說明】一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，屬于聚氨酯彈性纖維領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氨綸，是一種高彈性的紡織纖維，其常溫下有強度高，比重輕，彈性回復(fù)率大等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用織物中?；瘜W(xué)纖維各品種及天然纖維，如棉、麻、絲、毛等各有優(yōu)點和缺點。常見的如:棉/氨綸，交織后，可以保持了棉纖維的所有優(yōu)點，但棉纖維本身無彈性，而氨綸卻可以保持面料的彈性。
[0003]眾所周知，一般的人造纖維是以蘆葦、棉花桿、玉米桿等為生產(chǎn)原料，經(jīng)過化學(xué)加工處理而成的。這些原料里都含有纖維素，適合于霉菌、昆蟲的生長和繁殖，易發(fā)生霉變和被蟲蛀蝕?；瘜W(xué)纖維中的合成纖維，其原料是從石油、煤中所提煉出來的芳香類、烯類，經(jīng)化學(xué)合成法制成纖維，其本身不會發(fā)霉，也不會被蟲蛀。但合成纖維織品中，大多品種是與天然纖維混紡或交織的，織品中所含的棉、毛、絲等天然纖維會發(fā)生霉變和蟲蛀；再者，若是使用存放過天然纖維織品的箱、櫥來存放純合成纖維紡織品，天然纖維織物留下來的霉菌和昆蟲同樣會危害純合成纖維織物，因此，使化纖紡織品具有防蟲性能也是必要的。
[0004]本發(fā)明選取最常見及有效的物質(zhì)一2-莰酮，別名“樟腦”，其主要來源于樟樹，具有天然的防蟲作用。資料表明，只有吸入大量2-莰酮蒸汽，或者口服才會對人體造成巨大的影響，而少量的2-莰酮并不會對人體產(chǎn)生不適的影響。而直接用“樟腦丸”、“衛(wèi)生球”之類的物品放入衣柜內(nèi)來防蟲有許多不利影響，一、會使衣物氣味刺鼻，同時接觸過這類物質(zhì)的衣物，須在穿之前在日光下曬曬一段時間，使深入衣服中的芳香族化合物揮發(fā)掉，以免危害身體；二、如“衛(wèi)生球”易揮發(fā)，揮發(fā)出來的物質(zhì)能與合成纖維中的高分子有機化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使衣料受損或者降低纖維強度，甚至把化學(xué)織物溶化成一個個細小的空洞。因此，間接使纖維本身具有防蟲性能可以簡單有效地解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于制備一種具有長效防蟲性能的氨綸產(chǎn)品，使產(chǎn)品常規(guī)物性指標與同規(guī)格產(chǎn)品基本一致，使纖維具有長效防蟲性能，提高了產(chǎn)品的附加值。但由于現(xiàn)有氨綸的制備工藝的限制，一般紡絲甬道的溫度較高——250°C左右，一些物料的沸點較低，就會直接在甬道中揮發(fā)出來，從而造成物料的失效，而2-莰酮的沸點只有204°C，因此，它不能直接添加使用。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]通過設(shè)計合成得到一種“核-殼”結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，外層是殼聚糖，2-莰酮被包裹在內(nèi)部。把這種物質(zhì)磨成粉劑，過濾網(wǎng)后再加入到聚氨酯脲原液中。在原液中添加一定量防蟲功能助劑，其不會破壞高分子結(jié)構(gòu)，不會對氨綸絲本身的物理性能和化學(xué)性能造成不利的影響。[0008]本發(fā)明所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，其制備步驟如下:
[0009]I)預(yù)聚物的制備:在預(yù)聚罐中依次加入溶劑與聚醚，然后按照設(shè)定的NC0/0H比例，加入二異氰酸酯；預(yù)聚反應(yīng)溫度控制為40?50°C，反應(yīng)時間為90?150min，反應(yīng)過程中氮氣保護，得到預(yù)聚物溶液；
[0010]2)將得到的預(yù)聚物溶液移送至擴鏈罐中，充分攪拌溶解；
[0011]3)然后將擴鏈罐降溫至-5?15°C時，緩慢加入擴鏈胺溶液，反應(yīng)完成得到聚氨酯脲溶液；
[0012]4)添加防蟲助劑和輔料助劑，攪拌2?8h，制得聚氨酯脲紡絲原液；
[0013]5)聚氨酯脲紡絲原液通過計量泵輸送，經(jīng)紡絲組件、紡絲甬道、卷繞機，進行紡絲作業(yè)制得氨綸。
[0014]其中，
[0015]所述步驟I)中聚醚是分子量為1000-3000的聚四氫呋喃；所用的二異氰酸酯指的是4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI ;所用的溶劑為N，N 二甲基乙酰胺DMAc或者N，N 二甲基甲酰胺DMF。
[0016]所述步驟I)中異氰酸酯基團NCO與聚醚二元醇中的羥基OH摩爾比為1.50?
2.50。
[0017]所述步驟3)中擴鏈胺溶液，里面包含的擴鏈物質(zhì)主要包括:乙二胺、1，3-丙二胺、1，3-戊二胺、2-甲基-1，5-戊二胺的一種或者多種二元胺組合；所述的擴鏈胺溶液，里面包含的封端劑物質(zhì)主要包括:二乙胺或者單乙醇胺中的一種或兩種。
[0018]所述步驟4)中聚氨酯脲紡絲原液濃度為30%wt?35%wt。
[0019]所述步驟4)所添加的防蟲助劑，其制備方法如下:
[0020]I)將水溶性殼聚糖加到蒸餾水中，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)I?20%水性殼聚糖的溶液；
[0021]2)將2-莰酮加到丙酮中，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為I?10%的2-莰酮的丙酮溶液；
[0022]3)將2-莰酮-丙酮溶液倒入殼聚糖-水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去溶劑后，并將其碾磨成粉。
[0023]所述步驟4)中輔料助劑包括:抗氧化齊IJ、抗紫外助齊U、染色助劑、消光劑、潤滑劑，加入溶劑二甲基乙酰胺或者二甲基甲酰胺，在碾磨機中充分混合碾磨。
[0024]有益效果:
[0025](I)本發(fā)明涉及一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，所制備產(chǎn)品除了能夠正常保持同類產(chǎn)品的常規(guī)指標外，還能具有長效防蟲性能，使氨綸在與其他織物交織成衣物后具有此功能；
[0026](2)若直接采用市售“樟腦丸”等物質(zhì)來防蟲，一來氣味太重，使人聞起來不舒服，二來其所含芳香族物質(zhì)對人體有害；而使用微量的2-莰酮既能保持防蟲性能，又不會對人體產(chǎn)生有害影響，是綠色節(jié)能環(huán)保的選擇；
[0027](3)設(shè)計合成擁有“核-殼”結(jié)構(gòu)的防蟲助劑一“殼聚糖一2-莰酮”，其優(yōu)點在于，一是2-莰酮自身的沸點只有204°C，而一般干法紡絲甬道溫度都在250°C左右，若是直接添加進原液，2-莰酮可能在甬道中就揮發(fā)出去，造成防蟲性能失效，而這種“核-殼”結(jié)構(gòu)能將2-莰酮包裹在其中，即使在高溫下，也不會揮發(fā)出來；二是利用這種結(jié)構(gòu)最終制得的纖維，具有“緩釋”功效，即在使用過程中2-莰酮能被緩慢釋放出來，不會出現(xiàn)衣物洗滌幾次就失效的狀況，可達到長期有效的目的。
【具體實施方式】
[0028](I)預(yù)聚物的制備:在反應(yīng)器中依次加入溶劑與聚醚，然后按照一定的NC0/0H比例，準確加入二異氰酸酯。預(yù)聚反應(yīng)溫度控制為40?50°C，反應(yīng)時間為90min?150min，反應(yīng)過程中氮氣氛圍。
[0029](2)將得到的預(yù)聚物溶液移送至擴鏈罐中，使預(yù)聚物溶液降溫至O?20°C時，緩慢加入擴鏈胺溶液，進行擴鏈反應(yīng)，得到聚氨酯脲溶液。
[0030](3)往得到的聚氨酯脲溶液中，加入多種功能助劑以及防蟲助劑，攪拌2?8h，得到了均一穩(wěn)定的聚氨酯脲紡絲原液。
[0031](4)紡絲原液通過計量泵輸送，經(jīng)紡絲組件、干法紡絲甬道、卷繞機，進行紡絲作業(yè)。
[0032]所述的聚醚為分子量為1000-3000聚四亞甲基醚二醇(PTMG)，優(yōu)選含分子量為2000 ;所用的混合二異氰酸酯指的是4，4-MDI ;所用的溶劑為N，N 二甲基乙酰胺(DMAC)或者N，N 二甲基甲酰胺(DMF)。
[0033]所述的異氰酸酯基團(NCO)與聚醚二元醇中的羥基(OH)摩爾比為1.50?2.50之間。
[0034]本發(fā)明涉及一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，里面包含的擴鏈物質(zhì)主要包括:乙二胺、1，3-丙二胺、1，3-戊二胺、2-甲基-1，5-戊二胺等一種或者多種二元胺組合等二元胺物質(zhì)。
[0035]所述的擴鏈胺溶液，里面包含的封端劑物質(zhì)主要包括:二乙胺或者單乙醇胺中的一種或兩種。
[0036]所述的紡絲原液濃度為30%wt?35%wt。
[0037]所述的防蟲助劑的制備方法如下:
[0038]( I)將水溶性殼聚糖加到蒸餾水中，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)I?20%水性殼聚糖的溶液；
[0039](2)將2-莰酮加到丙酮中，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為I?10%的2-莰酮的丙酮溶液；
[0040](3)將2-莰酮-丙酮溶液倒入殼聚糖-水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去溶劑后，并將其碾磨成粉。
[0041]所述的防蟲助劑所添加的量占原液總量的0.5%_5%。
[0042]所述的輔料助劑包括:防蟲助劑、抗氧化劑、抗紫外助劑、染色助劑、消光劑、潤滑劑等。
[0043]所述的聚氨酯脲溶液的粘度在3000泊到8000泊。
[0044]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0045]實施例1
[0046]具有長效防蟲性能助劑“殼聚糖一2-莰酮”的具體制備過程如下:
[0047]量取180ml的蒸餾水，加入20克的水溶性殼聚糖，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)10%水性殼聚糖的溶液；量取198g丙酮，加入2g的2-莰酮，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為1%的2-莰酮的丙酮溶液；將丙酮溶液倒入水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去水分后，并將其碾磨成粉。
[0048]長效防蟲性能氨綸的具體制備過程如下:
[0049]將6kgDMAc和IOkgPTMG加入到預(yù)聚罐中，充分攪拌混合均勻，待溫度達到25°C左右時，加入2.7kg 二異氰酸酯，升溫至40°C，反應(yīng)時間為90min，得到預(yù)聚產(chǎn)物。將預(yù)聚產(chǎn)物移送至擴鏈罐中，往預(yù)聚罐中加入6kgDMAc，加清洗溶劑，移送至擴鏈罐中，冷卻至12°C，開始緩慢滴加含0.155kgEDA、0.036kg PDA和0.052kg 二乙胺的混合擴鏈胺溶液進行擴鏈，用二乙胺進行鏈封端。反應(yīng)完成后，加入0.5%防蟲助劑、防黃變助劑、抗紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、消光劑等多種助劑，粘度控制在5000泊左右，得到最終含固量為30%的紡絲聚氨酯脲溶液。紡絲原液采用干法紡絲，通過噴絲板擠壓到紡絲甬道，經(jīng)卷繞機成型，得到具有防蟲性能的聚氨酯纖維。
[0050]實施例2
[0051]具有長效防蟲性能助劑“殼聚糖一2-莰酮”的具體制備過程如下:
[0052]量取180ml的蒸餾水，加入45克的水溶性殼聚糖，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)20%水性殼聚糖的溶液；量取196g丙酮，加入4g的2-莰酮，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為2%的2-莰酮的丙酮溶液；將丙酮溶液倒入水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去水分后，并將其碾磨成粉。
[0053]將5kgDMAc和IOkgPTMG加入到預(yù)聚罐中，充分攪拌混合均勻，待溫度達到25°C左右時，加入2.7kg 二異氰酸酯，升溫至45°C，反應(yīng)時間為90min，得到預(yù)聚產(chǎn)物。將預(yù)聚產(chǎn)物移送至擴鏈罐中，往預(yù)聚罐中加入5kgDMAc，加清洗溶劑，移送至擴鏈罐中，冷卻至8°C，開始緩慢滴加含0.175kgEDA、0.026kg PDA和0.048kg 二乙胺的混合擴鏈胺溶液進行擴鏈，用二乙胺進行鏈封端。反應(yīng)完成后，加入1%防蟲助劑、防黃變助劑、抗紫外線吸收劑、抗氧化齊U、潤滑劑、消光劑等多種助劑，粘度控制在6000泊左右，得到最終含固量為33%的紡絲聚氨酯脲溶液。紡絲原液采用干法紡絲，通過噴絲板擠壓到紡絲甬道，經(jīng)卷繞機成型，得到具有防蟲性能的聚氨酯纖維。
[0054]實施例3
[0055]具有長效防蟲性能助劑“殼聚糖一2-莰酮”的具體制備過程如下:
[0056]量取180ml的蒸餾水，加入45克的水溶性殼聚糖，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)20%水性殼聚糖的溶液；量取190g丙酮，加入IOg的2-莰酮，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為5%的2-莰酮的丙酮溶液；將丙酮溶液倒入水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去水分后，并將其碾磨成粉。
[0057]將5kgDMAc和IOkgPTMG加入到預(yù)聚罐中，充分攪拌混合均勻，待溫度達到25°C左右時，加入2.7kg 二異氰酸酯，升溫至45°C，反應(yīng)時間為90min，得到預(yù)聚產(chǎn)物。將預(yù)聚產(chǎn)物移送至擴鏈罐中，往預(yù)聚罐中加入4kgDMAc，加清洗溶劑，移送至擴鏈罐中，冷卻至5°C，開始緩慢滴加含0.185kgEDA、0.036kg PDA和0.042kg 二乙胺的混合擴鏈胺溶液進行擴鏈，用二乙胺進行鏈封端。反應(yīng)完成后，加入2%防蟲助劑、防黃變助劑、抗紫外線吸收劑、抗氧化齊U、潤滑劑、消光劑等多種助劑，粘度控制在8000泊左右，得到最終含固量為35%的紡絲聚氨酯脲溶液。紡絲原液采用干法紡絲，通過噴絲板擠壓到紡絲甬道，經(jīng)卷繞機成型，得到具有防蟲性能的聚氨酯纖維。
【權(quán)利要求】
1.一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下: O預(yù)聚物的制備:在預(yù)聚罐中依次加入溶劑與聚醚，然后按照設(shè)定的NCO/OH比例，力口入二異氰酸酯；預(yù)聚反應(yīng)溫度控制為40?50°C，反應(yīng)時間為90?150min，反應(yīng)過程中氮氣保護，得到預(yù)聚物溶液； 2)將得到的預(yù)聚物溶液移送至擴鏈罐中，充分攪拌溶解； 3)然后將擴鏈罐降溫至-5?15°C時，緩慢加入擴鏈胺溶液，反應(yīng)完成得到聚氨酯脲溶液； 4)添加防蟲助劑和輔料助劑，攪拌2?8h，制得聚氨酯脲紡絲原液； 5)聚氨酯脲紡絲原液通過計量泵輸送，經(jīng)紡絲組件、紡絲甫道、卷繞機，進行紡絲作業(yè)制得氨綸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中聚醚是分子量為1000-3000的聚四氫呋喃；所用的二異氰酸酯指的是4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI ;所用的溶劑為N，N 二甲基乙酰胺DMAc或者N，N 二甲基甲酰胺DMF。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，其特征在于:所述步驟I)中異氰酸酯基團NCO與聚醚二元醇中的羥基OH摩爾比為1.50?2.50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，其特征在于:所述步驟3)中擴鏈胺溶液，里面包含的擴鏈物質(zhì)主要包括:乙二胺、1，3-丙二胺、1，3-戊二胺、2-甲基-1，5-戊二胺的一種或者多種二元胺組合；所述的擴鏈胺溶液，里面包含的封端劑物質(zhì)主要包括:二乙胺或者單乙醇胺中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，其特征在于:所述步驟4)中聚氨酯脲紡絲原液濃度為30%wt?35%wt。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，其特征在于:所述步驟4)所添加的防蟲助劑，其制備方法如下: O將水溶性殼聚糖加到蒸餾水中，充分攪拌，形成質(zhì)量分數(shù)I?20%水性殼聚糖的溶液； 2)將2-莰酮加到丙酮中，攪拌充分，形成質(zhì)量分數(shù)為I?10%的2-莰酮的丙酮溶液； 3)將2-莰酮-丙酮溶液倒入殼聚糖-水溶液中，攪拌混合后，經(jīng)低溫干燥，除去溶劑后，并將其碾磨成粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有長效防蟲性能的氨綸及其制備方法，其特征在于:所述步驟4)中輔料助劑包括:抗氧化劑、抗紫外助劑、染色助劑、消光劑、潤滑劑，加入溶劑二甲基乙酰胺或者二甲基甲酰胺，在碾磨機中充分混合碾磨。
【文檔編號】D01F6/94GK103924320SQ201410141704
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】邵曉林, 梁紅軍, 毛植森, 許圖遠, 費長書, 李曉慶 申請人:浙江華峰氨綸股份有限公司