專利名稱：一種提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬熔紡氨綸領(lǐng)域，特別是涉及一種可提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制 備方法。
背景技術(shù)：
氨綸是一種可明顯改善織物性能，使織物穿著舒適，適合身體部位的彎曲需要，使服 裝對身體的束縛力很小，因此應(yīng)用相當(dāng)廣泛的彈性纖維，它被廣泛用于制造各種高檔運動 衣、游泳衣、內(nèi)衣、褲襪、束身衣、健美服等，醫(yī)療用彈性繃帶、創(chuàng)可貼等，還可用于宇 航服、工作服、飛行服等各種專用服裝的束帶緊身部分等等。
目前，國際上生產(chǎn)氨綸的工藝方法主要有兩種，即干法和熔融法。干法工藝生產(chǎn)的氨 綸纖維具有優(yōu)良的物理性能，但該工藝方法所需生產(chǎn)廠房、場地、設(shè)備及工藝處理投資巨 大，因此造成其生產(chǎn)成本過高，而且干法工藝中將使用大量的有機溶劑，即二甲基甲酰胺 或二甲基乙酰胺，溶劑的揮發(fā)將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對生產(chǎn)人員的身體造成極大的傷害。 因此熔融法生產(chǎn)氨綸逐漸成為世界上材料領(lǐng)域的研究熱點之一，該法具有建廠投資少、投 產(chǎn)周期短、生產(chǎn)流程簡單、產(chǎn)量大、設(shè)備簡單、能耗少、投入產(chǎn)出比高、且無溶劑污染等 優(yōu)勢。氨綸熔紡生產(chǎn)工藝簡述如下熱塑性聚氨酯切片經(jīng)干燥后進入螺桿入口，經(jīng)熔融后 在螺桿出口加入擴鏈劑，然后經(jīng)靜態(tài)混合器混合后經(jīng)計量泵計量后進入組件紡絲，甬道冷 卻，上油，巻繞。目前共有熔紡氨綸相關(guān)專利數(shù)百篇，研究方向主要集中在切片聚合、添 加劑的制備、設(shè)備、油劑，改善纖維的耐熱性、回彈性、伸長等方面。
從目前熔紡氨綸的性能來看，技術(shù)上已經(jīng)能使產(chǎn)品性能與干紡氨綸纖維的性能相當(dāng)， 具有特點模量低、不含溶劑、耐氯性較好、投資少、易擴大規(guī)模等特點，但其耐熱性較差，
目前只能達(dá)到IIO'C的耐熱水平，而干法紡絲生產(chǎn)的纖維可在15(TC的染液中耐幾十分鐘
至一小時，因此熔紡氨綸纖維的應(yīng)用受到了一定的限制。而熔紡氨綸耐熱性較差主要源于 擴鏈劑，其對氨綸性能的影響較大，改進擴鏈劑結(jié)構(gòu)，或釆用新型擴鏈劑均有望提高氨綸 的耐熱性能及其力學(xué)性能。 -
中國專利CN 1693549公開了一種將改性的蒙托土一聚醚多元醇PTMG作為聚氨酯軟 段，制備剝離型蒙脫土/聚氨酯納米復(fù)合聚合物，提高聚氨酯彈性纖維的耐熱性和力學(xué)性能。 中國專利CN1635198提供了一種制備熱穩(wěn)定性的熔紡氨綸的方法，通過選擇合適的添加 劑，增加氨綸大分子鏈的作用力以及硬段相的結(jié)晶度和結(jié)晶尺寸，從而提高氨綸的熱穩(wěn)定 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，該方法通 過二異氰酸酯與二元醇反應(yīng)首先形成兩端帶有異氰酸酯基的擴鏈劑，然后該擴鏈劑再與多 元醇，如丙三醇、季戊四醇等，反應(yīng)形成多異氰酸酯基的擴鏈劑，該擴鏈劑具有多官能團， 用該擴鏈劑將會有效提高熔紡氨綸纖維的耐熱性。
本發(fā)明的一種提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，包括如下步驟
(1) 將二元醇置于三口燒瓶內(nèi)，加熱至50 18(TC，抽真空脫水1 20小時，除去原料中的 水分，然后充入惰性氣體保護；
(2) 將二異氰酸酯加入到用惰性氣體置換的三口燒瓶內(nèi)，然后將步驟(1)中已脫水的二 元醇加入，其中二元醇與二異氰酸酯的摩爾比為1:1 1:10，在40 16(TC下，反應(yīng)1~20小 時，得到二異氰酸酯擴鏈劑；
(3) 將多元醇置于三口燒瓶中，加熱至50 180。C，抽真空脫水1 20小時，除去原料中的 水分，然后將步驟(2)得到的二異氰酸酯擴鏈劑加入，在6(M5(TC下，反應(yīng)1 20小時， 得到末端基團為異氰酸酯基的多官能團聚氨酯擴鏈劑，其中當(dāng)多元醇為三元醇時，多元醇 與二異氰酸酯擴鏈劑的摩爾比為1:3-1:10，當(dāng)多元醇為四元醇時，多元醇與二異氰酸酯擴 鏈劑的摩爾比為1:4~1:12。
所述步驟(1)中的二元醇包括聚乙二醇(PEA)、聚四氫呋喃醚二醇(PTMG); 所述步驟(2)中的二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(TDI)， 4,4'-二苯基甲烷二異氰酸 酯(MDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)， 4,4'-二環(huán)己基甲垸二異氰酸酯(HMDI); 所述步驟(3)中多元醇包括丙三醇、異戊四醇；
所述步驟(3)中得到的多官能團聚氨酯擴鏈劑中一NC0基團的質(zhì)量百分含量為1~15%。 本發(fā)明的有益效果
本方法操作簡單，成本低廉，制備的擴鏈劑具有多官能團，用該擴鏈劑將會有效提高 熔紡氨綸纖維的耐熱性，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
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。
實施例1
將聚乙二醇(PEA，分子量2000)置于三口燒瓶內(nèi)，加熱至10(TC-11(TC,抽真空脫 水2個小時以上，以除去原料中的水分。將0.36mol的4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI) 加入充氮氣的三頸燒瓶中，再將0.125mo1已脫水的聚乙二醇加入，在80。C下反應(yīng)6小時， 制得二異氰酸酯擴鏈劑。
將0.02mol季戊四醇置于三口燒瓶中，加熱至10(TC，抽真空脫水4小時，除去其中 的水分，然后將上述制備的0.12mol的二異氰酸酯擴鏈劑加入，在85'C下反應(yīng)8小時，制 得端基為異氰酸酯基的多官能團擴鏈劑。
實施例2
按照實例1制備多異氰酸酯基擴鏈劑，然后按照熱塑性聚氨酯切片質(zhì)量百分含量的 14%加入到螺桿中進行熔融紡絲，在紡絲過程中，紡絲正常，組件無雜質(zhì)殘留，巻繞成型 良好。絲餅色澤較佳，初生絲的伸長，應(yīng)力在控制范圍內(nèi)。纖維斷裂強度為12.4CN/dtex， 斷裂伸長率為545.1%,沸水收縮率為9.5%。
實施例3
按照實例1制備多異氰酸酯基擴鏈劑，然后按照熱塑性聚氨酯切片質(zhì)量百分含量的12 %加入到螺桿中進行熔融紡絲，在紡絲過程中，紡絲正常，組件無雜質(zhì)殘留，巻繞成型良 好。絲餅色澤較佳，初生絲的伸長、應(yīng)力在控制范圍內(nèi)。纖維斷裂強度為12.0CN/dtex，斷 裂伸長率為491.6%，沸水收縮率為11.6%。
權(quán)利要求
1.一種提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，包括如下步驟(1)將二元醇置于反應(yīng)器中，加熱至50～180℃，抽真空脫水1～20小時，除去原料中的水分，然后充入惰性氣體保護；(2)將二異氰酸酯加入到用惰性氣體置換的反應(yīng)器中，然后將步驟(1)中已脫水的二元醇加入，其中二元醇與二異氰酸酯的摩爾比為1∶1～1∶10，在40～160℃下，反應(yīng)1～20小時，得到二異氰酸酯擴鏈劑；(3)將多元醇置于反應(yīng)器中，加熱至50～180℃，抽真空脫水1～20小時，除去原料中的水分，然后將步驟(2)得到的二異氰酸酯擴鏈劑加入，在60～150℃下，反應(yīng)1～20小時，得到末端基團為異氰酸酯基的多官能團聚氨酯擴鏈劑，其中當(dāng)多元醇為三元醇時，多元醇與二異氰酸酯擴鏈劑的摩爾比為1∶3～1∶10，當(dāng)多元醇為四元醇時，多元醇與二異氰酸酯擴鏈劑的摩爾比為1∶4～1∶12。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，其特征在于 所述步驟(1)中的二元醇是聚乙二醇PEA、聚四氫呋喃醚二醇PTMG。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，其特征 在于所述步驟(2)中的二異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯TDI， 4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯 MDI，六亞甲基二異氰酸酯HDI， 4,4'-二環(huán)己基甲垸二異氰酸酯HMDI。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，其特征在于 所述步驟(3)中多元醇是丙三醇、異戊四醇。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，其特征在于 所述步驟(3)中得到的多官能團聚氨酯擴鏈劑中一NCO基團的質(zhì)量百分含量為1~15%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高氨綸纖維耐熱性的聚氨酯擴鏈劑的制備方法，步驟包括(1)將二元醇加熱至50～180℃，抽真空脫水1～20小時，除去原料中的水分，充入惰性氣體保護；(2)將二異氰酸酯加入到用惰性氣體置換的反應(yīng)器中，加入已脫水的二元醇，在40～160℃下，反應(yīng)1～20小時，得二異氰酸酯擴鏈劑；(3)將多元醇加熱至50～180℃，抽真空脫水1～20小時，除去原料中的水分，加入二異氰酸酯擴鏈劑，在60～150℃下，反應(yīng)1～20小時，得到末端基團為異氰酸酯基的多官能團聚氨酯擴鏈劑。本方法操作簡單，成本低廉，制備的擴鏈劑具有多官能團，用該擴鏈劑將會有效提高熔紡氨綸纖維的耐熱性，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08G18/00GK101205289SQ20071017132
公開日2008年6月25日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者余木火, 韓克清 申請人:東華大學(xué)