1，3-丙二胺、N，N' -二甲基-1，4- 丁二胺的一種或多種組合；其用量相對于 預(yù)聚物中殘留異氰酸酯基團(tuán)-NCO摩爾量的10~60% ;第一步擴(kuò)鏈反應(yīng)所需的反應(yīng)時(shí)間為 30~60分鐘。
[0034] 發(fā)明中提到的第二步擴(kuò)鏈反應(yīng)所采用的聚醚胺的分子式如下所示：
[0035]
[0036] 其用量相對于預(yù)聚物中殘留異氰酸酯基團(tuán)-NCO摩爾量的30~90% ;第二步擴(kuò)鏈 反應(yīng)所需的反應(yīng)時(shí)間為30~90分鐘。
[0037] 發(fā)明中提到的封端劑可以是甲醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇 胺、N-乙基甲基胺、二乙胺或正丁胺中的一種；其用量為預(yù)聚物中殘留異氰酸酯基團(tuán)-NCO 摩爾量的2~8%。
[0038] 發(fā)明中制備的聚氨酯脲紡絲溶液的質(zhì)量濃度為48~55wt %。
[0039] 實(shí)施舉例
[0040] 借助實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。首先介紹聚氨酯脲溶液特性的表征方法。 1.聚氨酯脲溶液粘度的測試。聚少量聚氨酯脲溶液，使用溫度計(jì)測定其溫度為T，再使用旋 轉(zhuǎn)式粘度儀測定其粘度盤面值為B，再根據(jù)以下公式計(jì)算：
[0041] 粘度（Poise) = B*10〇.〇155*(T20)
[0042] 2.聚氨酯脲溶液可紡性的表征。采用干法紡絲的工藝技術(shù)，將制備好的聚氨酯脲 進(jìn)行紡絲實(shí)驗(yàn)，設(shè)定紡絲時(shí)間為8小時(shí)，紡絲速度分別選擇1200m/min、1400m/min、1600m/ min。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，如果未發(fā)生并絲、斷絲等問題，認(rèn)定可紡性好；如出現(xiàn)1次并絲斷絲 問題則認(rèn)定可紡性較好；如出現(xiàn)2-3次并絲斷絲問題則認(rèn)定可紡性較差；如出現(xiàn)多于3次 并絲斷絲問題則認(rèn)定可紡性差。
[0043] 3.溶劑殘留率的測試。取重量為M1的無油氨給，放入乙醚溶劑進(jìn)行沸煮高溫8小 時(shí)，再置于70度鼓風(fēng)烘箱干燥24小時(shí)，再進(jìn)行稱重記錄為M 2。根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：溶 劑殘留率（％) = (M1-M2)/M4100%
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 1?將4. Okg的PTMG2000與1.0 kg的MDI -同加入到反應(yīng)釜中，80°C恒溫反應(yīng)2. 5 小時(shí)；再加入3. 6kg有機(jī)溶劑二甲基乙酰胺進(jìn)行溶解稀釋，冷卻至15°C。
[0046] 2.將67. 2g乙二胺與800g二甲基乙酰胺混合均勻，再滴加到步驟1產(chǎn)物中，所用 時(shí)間控制在30分鐘，得到粘度800P〇ise的聚合物溶液；
[0047] 3.選取相對分子量為400的聚醚胺616g，乙醇胺8.5g與2.5kg二甲基乙酰胺混 合均勻，滴加至步驟2產(chǎn)物中，所用時(shí)間控制在60分鐘，得到粘度為5400Poise的聚合物溶 液；
[0048] 4?將IOg抗氧化助劑、15g光穩(wěn)定劑、25g潤滑劑以及15g染色助劑一同加入到步 驟3產(chǎn)物中，充分?jǐn)嚢?4小時(shí)，得到粘度為5800P〇ise質(zhì)量濃度為48wt%的聚氨酯脲紡絲 溶液。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 1.將4. Okg的PTMG2000與I.8kg的MDI -同加入到反應(yīng)釜中，60°C恒溫反應(yīng)2. 0 小時(shí)；再加入3. 5kg有機(jī)溶劑二甲基甲酰胺進(jìn)行溶解稀釋，冷卻至15°C。
[0051] 2.將60. 5g的1，2-丙二胺與850g二二甲基甲酰胺混合均勻，再滴加到步驟1產(chǎn) 物中，所用時(shí)間控制在40分鐘，得到粘度720Poise的聚合物溶液；
[0052] 3.選取相對分子量為520的聚醚胺750g，正丁胺9. Sg與3.Okg二甲基甲酰胺混 合均勻，滴加至步驟2產(chǎn)物中，所用時(shí)間控制在75分鐘，得到粘度為6000Poise的聚合物溶 液；
[0053] 4?將20g抗氧化助劑、18g光穩(wěn)定劑、30g潤滑劑以及IOg染色助劑一同加入到步 驟3產(chǎn)物中，充分?jǐn)嚢?6小時(shí)，得到粘度為6200P〇ise質(zhì)量濃度為50wt%的聚氨酯脲紡絲 溶液。
[0054] 實(shí)施例3
[0055] 1?將5. Okg的PTMG2000與2. 2kg的MDI -同加入到反應(yīng)釜中，72°C恒溫反應(yīng)L 5 小時(shí)；再加入3. 2kg有機(jī)溶劑二甲基乙酰胺進(jìn)行溶解稀釋，冷卻至15°C。
[0056] 2.將72. 8g的1，5-戊二胺與1.0 Okg二甲基乙酰胺混合均勻，再滴加到步驟1產(chǎn) 物中，所用時(shí)間控制在40分鐘，得到粘度900Poise的聚合物溶液；
[0057] 3.選取相對分子量為475的聚醚胺650g，正丁醇7. 6g與2.Okg二甲基乙酰胺混 合均勻，滴加至步驟2產(chǎn)物中，所用時(shí)間控制在60分鐘，得到粘度為7400Poise的聚合物溶 液；
[0058] 4?將16g抗氧化助劑、18g光穩(wěn)定劑、35g潤滑劑以及13g染色助劑一同加入到步 驟3產(chǎn)物中，充分?jǐn)嚢?0小時(shí)，得到粘度為7700P 〇ise質(zhì)量濃度為55wt%的聚氨酯脲紡絲 溶液。
[0059] 表1不同聚氨酯脲紡絲溶液粘度變化趨勢
[0060]
[0061] 注：對比樣是普通聚氨酯脲紡絲溶液。
[0062] 表2聚氨酯脲紡絲溶液在不同紡速下可紡性表現(xiàn)及溶劑殘存率
[0063]
[0064] 注：氨綸安全使用對溶劑殘留率要求的標(biāo)準(zhǔn)是彡1. 0%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高濃度聚氨酯脲紡絲溶液，其特征在于該聚氨酯脲的分子結(jié)構(gòu)為支鏈型，聚氨 酯脲的質(zhì)量濃度為48~55wt%，用于1200~1600m/min高速干法紡絲。2. -種如權(quán)利要求1所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于該方法 包括以下幾個(gè)步驟： 1) 預(yù)聚合反應(yīng)：將聚四亞甲基醚二醇PTMG與4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI混合， 在50~80°C下進(jìn)行1~3小時(shí)的預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后，使用有機(jī)溶劑將預(yù)聚物溶解稀 釋，冷卻至5~30°C，得到異氰酸酯基團(tuán)-NCO封端的預(yù)聚合產(chǎn)物； 2) 第一步擴(kuò)鏈反應(yīng)：將小分子二元胺與有機(jī)溶劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~15wt%混合溶 液，緩慢滴加至步驟1)最后的預(yù)聚合產(chǎn)物中，充分反應(yīng)后得到粘度500~lOOOPoise的聚 合物溶液； 3) 第二步擴(kuò)鏈反應(yīng)：將聚醚胺、封端劑與有機(jī)溶劑一同混合，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~ 25wt %混合溶液，再緩慢滴加至步驟2)最后得到的聚合物溶液中，充分反應(yīng)后得粘度 5000~8000Poise的聚合物溶液； 4) 將抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、染色助劑一同加入到步驟3)最后得到的聚合物溶 液中，充分?jǐn)嚢?~24小時(shí)得到高濃度聚氨酯脲紡絲溶液。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的聚 四亞甲基醚二醇為分子量700、1000、1500、2000、3000的一種或兩種組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的 MDI與PTMG用量的摩爾比例為：1. 5~3. 0。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的有 機(jī)溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、吡啶、丙酮、甲酸甲酯、乙酸乙酯或四 氫呋喃中的一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的 第一步擴(kuò)鏈反應(yīng)所采用的小分子二元胺是乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2- 丁二胺、 1，3- 丁二胺、1，5-戊二胺、Ν，Ν' -二乙基-1，3-丙二胺、Ν，Ν' -二異丙基-1，3-丙二胺或 Ν，Ν'-二甲基-1，4-丁二胺的一種或多種組合；其用量相對于預(yù)聚合物中殘留異氰酸酯基 團(tuán)-NCO摩爾量的10~60% ;第一步擴(kuò)鏈反應(yīng)所需的時(shí)間為30~60分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的第 二步擴(kuò)鏈反應(yīng)所采用的聚醚胺的分子式如下所示：其用量相對于預(yù)聚物中殘留異氰酸酯基團(tuán)-NCO摩爾量的30~90% ;第二步擴(kuò)鏈反應(yīng) 所需的時(shí)間為30~90分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度聚氨酯脲紡絲溶液的制備方法，其特征在于所述的封 端劑是甲醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇胺、N-乙基甲基胺、二乙胺或正 丁胺中的一種；其用量為預(yù)聚合物中殘留異氰酸酯基團(tuán)-NCO摩爾量的2~8%。
【專利摘要】本發(fā)明是一種高濃度聚氨酯脲紡絲溶液及其制備方法，先將聚四亞甲基醚二醇與4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)。使用小分子二元胺對預(yù)聚物進(jìn)行第一次擴(kuò)鏈反應(yīng)，形成具有合適分子尺寸的聚合物鏈段；再采用帶有三官能團(tuán)的聚醚胺作為聚氨酯脲第二次擴(kuò)鏈反應(yīng)的鏈增長劑，利用聚醚胺獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使形成的聚氨酯脲具有支鏈結(jié)構(gòu)，有效減輕擴(kuò)鏈反應(yīng)過程中因分子量增加或分子纏結(jié)增多造成的體系粘度劇增，同時(shí)解決了聚氨酯脲濃溶液在高速長時(shí)間攪拌過程中的粘度波動問題。由此發(fā)明制備的聚氨酯脲紡絲溶液質(zhì)量濃度可達(dá)到48～55wt％，性質(zhì)穩(wěn)定均一，特別適合在1200m/min或更高紡絲速度下進(jìn)行干法紡絲。
【IPC分類】D01D1/02, D01F6/94, C08G18/66, C08G18/50, C08G18/32, C08G18/48, C08G18/10, C08G18/76
【公開號】CN105177755
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】許圖遠(yuǎn), 王靖, 陳厚翔, 梁紅軍, 楊曉印
【申請人】浙江華峰氨綸股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月30日