[發(fā)明專利]一種高伸低模聚氨酯彈性纖維的制備方法

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112359439A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 孔懿陽;楊曉印;毛植森;吳志豪;晉中成;陳斌
• 申請（專利權）人: 華峰化學股份有限公司
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/10;C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發(fā)明是一種高伸低模聚氨酯彈性纖維的制備方法，該制備方法包括以下步驟：將聚四亞甲基醚二醇、聚酯二元醇、分子篩混合，組成二元醇混合物；在第一反應器中，同時加入4,4’?二苯基甲烷二異氰酸酯與二元醇混合物，置于70?80℃溫度條件下，反應得到異氰酸酯封端預聚物，在高速溶解機中，采用N,N?二甲基乙酰胺作為溶劑，對異氰酸酯封端預聚物進行充分溶解，得到異氰酸酯封端預聚物N,N?二甲基乙酰胺溶液；在第二反應器中，采用混合胺N,N?二甲基乙酰胺溶液，對異氰酸酯封端預聚物N,N?二甲基乙酰胺溶液進行擴鏈，得到聚氨基甲酸酯?聚脲溶液；在聚氨基甲酸酯?聚脲溶液中加入助劑，將紡絲原液通過干法紡絲系統(tǒng)噴絲拉伸得到一種高伸低模聚氨酯彈性纖維。

技術領域

本發(fā)明屬于干法聚氨酯彈性纖維的制備方法，特別涉及一種高伸低模聚氨酯彈性纖維的制備方法。

背景技術

近年來，我國聚氨酯彈性纖維行業(yè)步入了快速發(fā)展期，伴隨先進產(chǎn)能淘汰落后產(chǎn)能的產(chǎn)能擴張、優(yōu)質企業(yè)引領競爭的格局轉變，聚氨酯彈性纖維產(chǎn)量大幅提升，行業(yè)集中度不斷提高。然而，產(chǎn)能的猛增帶來了階段性、結構性產(chǎn)能過剩，導致聚氨酯彈性纖維價格大幅下跌，下游客戶需求也越來越苛刻。特別地，部分客戶為了降低成本，對聚氨酯彈性纖維提出高伸低模需求。所謂高伸低模，指聚氨酯彈性纖維具有較高的斷裂伸長率，可以在更高牽伸倍數(shù)下織造，從而在相同絲餅重量下，所獲米長更多，用料更省；但對應模量隨著牽伸倍數(shù)增大而提升，導致織物應力較大、穿著時有緊繃感，故需降低模量，使其在較高牽伸下模量適宜，保證穿著舒適度。

聚氨酯彈性纖維采用聚四亞甲基醚二醇作為軟段，由于其規(guī)整性好，軟、硬鏈段微觀相分離程度較高，能賦予聚氨酯彈性纖維低伸高模屬性。聚酯二元醇，與聚四亞甲基醚二醇同屬聚氨酯軟段，具有價格低廉、種類繁多、分子量易于控制等特點。由于其規(guī)整性較差，導致軟、硬鏈段微觀相分離程度減弱，引起拉伸強度、斷裂強度增加，回彈性下降，此類特性有助于實現(xiàn)聚氨酯彈性纖維在高倍牽伸下的織造。

專利201811172376.5采用脂環(huán)族聚酯二元醇，提高聚氨酯彈性纖維的放置穩(wěn)定性，有效解決了環(huán)境溫濕度變化對產(chǎn)品性能的影響。專利201210448865.5采用少量脂肪族聚酯二元醇，降低聚氨酯彈性纖維定型溫度，從而保證與其它耐熱較差的纖維定型時，不破壞其它纖維的組織結構。專利201510170468.X采用芳香族聚酯二元醇，增強聚氨酯彈性纖維結晶性，從而提高產(chǎn)品的強度與韌性。可見，聚酯二元醇的引入，可在一定程度上改善聚氨酯彈性纖維的品質，賦予纖維差異化特性；但未見制備高伸低模產(chǎn)品的相關報道。

采用大宗聚酯二元醇，在較大添加量下實現(xiàn)聚氨酯彈性纖維的規(guī)模生產(chǎn)，既可顯著降低成本，又可賦予高伸低模特性，具有廣闊市場前景。然而，聚酯二元醇通過縮聚制備，產(chǎn)物水分難以除凈，易與二異氰酸酯反應生成凝膠，堵塞噴絲板；同時，模量下降會導致甬道中纖維張力不足，在甬道強風量條件下引起并絲、掛絲。此外，聚酯二元醇含酯基，水解之后分解成酸和醇，酸起到催化作用進一步促進水解，導致聚酯二元醇被分解為小分子，引起聚氨酯彈性纖維耐堿性不足。再者，聚酯二元醇黏連性強，會對絲餅的退繞性產(chǎn)生不利影響。以上問題都需要在聚氨酯彈性纖維的開發(fā)過程中加以克服。

綜上，在聚氨酯彈性纖維生產(chǎn)過程中，采用大宗聚酯二元醇高比例取代聚醚二元醇，既可大幅降低生產(chǎn)成本，又有助于實現(xiàn)纖維在高倍牽伸下的織造、提高相應領域的市場占有率。然而，如何克服聚酯二元醇對可紡性能、退繞性能、耐水解性的不利影響，使聚氨酯彈性纖維滿足生產(chǎn)、織造、染整的需求，還需進一步加以研究開發(fā)。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種高伸低模聚氨酯彈性纖維的制備方法，采用大宗聚酯二元醇高比例取代聚醚二元醇，既可大幅降低生產(chǎn)成本，又有助于實現(xiàn)纖維在高倍牽伸下的織造。但需克服聚酯二元醇對聚氨酯彈性纖維可紡性能、退繞性能、耐水解性的不利影響，使其滿足生產(chǎn)、織造、染整的需求。

技術方案：本發(fā)明涉及一種高伸低模聚氨酯彈性纖維的制備方法，該制備方法包括以下步驟：