專利名稱：融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)纖維生產(chǎn)方法，特別涉及一種融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法。
聚氨酯彈性纖維，我國稱為“氨綸”。目前國際上紡氨綸的方法共有四種，即干法、濕法、化學(xué)法和熔融法。干法生產(chǎn)聚氨脂彈性纖維的產(chǎn)量占世界氨綸總產(chǎn)量的80％以上，濕法與化學(xué)法已有被淘汰的趨勢。干法紡絲的工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大，因而生產(chǎn)成本高。且由于干法紡絲使用毒性較大的二甲基甲酰胺作為溶劑，嚴(yán)重危及生產(chǎn)工人的身體健康，并對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
熔融法紡聚氨酯彈性纖維的方法，可以避開干法紡絲的各種不足。它先用擴(kuò)鏈劑使多元醇和二異氰酸酯在雙螺桿擠出機(jī)中一步合成線型聚氨酯彈性體；然后，再用熔融法將其熔化紡制成氨綸。這種方法，由于彈性體再次熔融，會發(fā)生降解現(xiàn)象，使紡出的聚氨脂彈性纖維的性能有所下降。
本發(fā)明的目的在于提供一種可簡化工藝、工序連續(xù)進(jìn)行，以提高產(chǎn)品性能、減少設(shè)備投資、降低生產(chǎn)成本且無需有毒溶劑，以確保生產(chǎn)工人的身體健康并防止污染環(huán)境的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法。
本發(fā)明的主要特征為不需要先行生產(chǎn)融紡氨綸切片，而使其聚合后的漿體直接與紡絲系統(tǒng)對接，完成紡絲過程。
其具體技術(shù)解決方案為依次按照以下步驟連續(xù)進(jìn)行采用四氫呋喃聚醚或聚已二酸乙二醇酯、擴(kuò)鏈劑、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶1～2∶2～3，由計量泵注入到長徑比為42～48∶1的雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)中，螺桿軸向溫度分11段控制，溫度范圍為100～210℃，控制精度為±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100～150轉(zhuǎn)/分，將雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，即制得成品。
根據(jù)上述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，在經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物中還加入占反應(yīng)聚合物重量5～10％的預(yù)聚體，以使紡出的聚氨酯彈性纖維的性能進(jìn)一步提高。
根據(jù)上述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，所說的螺桿軸向溫度11段控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，控制精度為±1℃。
根據(jù)上述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，所說的擴(kuò)鏈劑為1.4-丁二醇或間苯二胺。
由于四氫呋喃聚醚或聚已二酸乙二醇酯、擴(kuò)鏈劑、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出來的反應(yīng)聚合物不經(jīng)造粒而直接進(jìn)入紡絲機(jī)，從而避免聚合物的切粒成型的困難，也可以避免在抽絲前再將樹脂干燥和再熔融；同時，在反應(yīng)聚合物中添加予聚體的操作也大為簡化，從而使聚氨脂彈性纖維的性能大為提高，并可減少設(shè)備投資、降低生產(chǎn)成本。此外，在該方法中不需要任何溶劑，使生產(chǎn)工人無需接觸有毒溶劑，確保生產(chǎn)工人的身體健康，防止污染環(huán)境。而所生產(chǎn)氨綸不再含有殘留的毒性溶劑，這對穿著和使用該聚氨酯彈性纖維者更加舒適和健康。
下面提供
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將分子量1000的四氫呋喃聚醚或分子量1770的聚已二酸乙二醇酯、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶1∶2由計量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)，所說的螺桿直徑為72，長徑比48∶1，螺桿軸向溫度11段分別控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度為±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，使雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，即制得成品。經(jīng)檢測，其纖度44-70旦，強(qiáng)度1.5-1.6CN/旦(其中CN為1/10牛頓)，伸長率600——700％，300％定拉伸恢復(fù)率96.2％。
實(shí)施例2將分子量2000的四氫呋喃聚醚或分子量1770的聚已二酸乙二醇酯、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶2∶3由計量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)，所說的螺桿直徑為72，長徑比42∶1，螺桿軸向溫度11段分別控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度為±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分，使雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，即制得成品。經(jīng)檢測，其纖維強(qiáng)度1.4CN/旦(其中CN為1/10牛頓)，伸長率696.4％，300％定拉伸恢復(fù)率95％。
實(shí)施例3將分子量1770的聚已二酸乙二醇酯或分子量1000-2000的四氫呋喃聚醚、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶2∶3由計量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)，所說的螺桿直徑為72，長徑比46∶1，螺桿軸向溫度11段分別控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度為±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分，使雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，即制得成品。經(jīng)檢測，所制成纖維強(qiáng)度1.2CN/旦(其中CN為1/10牛頓)，伸長率500-550％，300％定拉伸恢復(fù)率94.7％。
實(shí)施例4將分子量1000-2000的四氫呋喃聚醚或分子量1770聚已二酸乙二醇酯、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶1.5∶2.5由計量泵注入到雙螺桿擠出機(jī)，所說的螺桿直徑為72，長徑比45∶1，螺桿軸向溫度11段分別控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為125轉(zhuǎn)/分，使雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行紡絲，即制得成品。經(jīng)檢測，所制成的纖維纖度4 4旦，強(qiáng)度1.4-1.6CN/旦(其中CN為1/10牛頓)，伸長率600-700％，100％定伸恢復(fù)率98％，300％定伸恢復(fù)率96.2％。
實(shí)施例5按照實(shí)施例1～4，在雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物中加入占反應(yīng)聚合物5％(重量比)的預(yù)聚體，再經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行紡絲，其它同實(shí)施例1～4。
實(shí)施例6按照實(shí)施例1～4，在雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物中加入占反應(yīng)聚合物重量10％(重量比)的預(yù)聚體，再經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行紡絲，其它同實(shí)施例1～4。
實(shí)施例7按照實(shí)施例1～4，在雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物中加入占反應(yīng)聚合物重量8％(重量比)的預(yù)聚體，再經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行紡絲，其它同實(shí)施例1～4。
實(shí)施例8在實(shí)施例1～7中的1.4丁二醇用間苯二胺代替，其它同實(shí)施例1～7。
權(quán)利要求
1.一種融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，其特征在于，依次按照以下步驟連續(xù)進(jìn)行采用四氫呋喃聚醚或聚已二酸乙二醇酯、擴(kuò)鏈劑、二苯基甲烷-4.4`-二異氰酸酯三種原料，按摩爾比1∶1～2∶2～3，由計量泵注入到長徑比為42～48∶1的雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)中，螺桿軸向溫度分11段控制，溫度范圍為100～210℃，控制精度為±1℃，螺桿轉(zhuǎn)速為100～150轉(zhuǎn)/分，將雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物直接進(jìn)入紡絲機(jī)進(jìn)行紡絲，即制得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，其特征在于，在經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出的反應(yīng)聚合物中還加入占反應(yīng)聚合物重量5～10％的預(yù)聚體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，其特征在于，所說的螺桿軸向溫度11段控制為100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，控制精度為±1℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法，其特征在于，所說的擴(kuò)鏈劑為1.4-丁二醇或間苯二胺。
全文摘要
一種工藝簡化、不經(jīng)造粒且工序連續(xù)進(jìn)行、以確保產(chǎn)品性能、減少設(shè)備投資、降低生產(chǎn)成本且無需有毒溶劑的融體直紡聚氨酯彈性纖維的方法,為取四氫呋喃聚醚或聚乙二酸乙二醇酯、擴(kuò)鏈劑、二苯基甲烷－4.4`－二異氰酸脂,按摩爾比1∶1～2∶2～3注入到雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)中,螺桿軸向溫度分11段控制,溫度范圍為100℃～210℃,控制精度為±1℃,螺桿轉(zhuǎn)速為100～150轉(zhuǎn)/分,將擠出的反應(yīng)聚合物直接經(jīng)紡絲計量泵進(jìn)入紡絲機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行紡絲,制得成品。
文檔編號D01F6/58GK1389605SQ0111403
公開日2003年1月8日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者馮鷹, 陶宇, 郭大生, 馬輝, 王文科, 張超 申請人:馮鷹, 陶宇, 郭大生, 馬輝, 王文科, 張超