一種紡絲用pvdc組合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PVDC組合物的制備方法，更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種紡絲用PVDC組 合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)全球化，人們的生活、審美觀念的改變，佩戴假發(fā)等已成為一種時(shí)尚。人 們對(duì)假發(fā)質(zhì)量工藝（色澤、手感、卷曲性、蓬松度、耐熱性、阻燃性、強(qiáng)度）有了更高的要求。 目前市場(chǎng)上用于制備人造毛發(fā)的材料主要有聚氯乙烯（PVC)基纖維、蛋白質(zhì)基纖維、聚丙 烯腈（PAN)基纖維、聚酯基纖維，以及真人毛發(fā)。但這些產(chǎn)品中都存在著缺點(diǎn)：PVC基纖維 熱穩(wěn)定性差和蓬松感差、熱收縮率高、易發(fā)黃；蛋白質(zhì)基纖維耐熱性差；PAN基纖維熱穩(wěn)定 性及阻燃性差；聚酯基纖維普遍的阻燃性能不佳；真人毛發(fā)來(lái)源有限。
[0003] 為了滿足人造假發(fā)的特定性要求，相比之下聚偏二氯乙烯（PVDC)基纖維具有更 大的優(yōu)勢(shì)。PVDC基纖維具有更高的阻燃效果、耐油污、手感舒適、外觀優(yōu)良等特性。但PVDC 樹(shù)脂熱穩(wěn)定性能相對(duì)較低，從而影響到了其加工性能。
[0004] 目前，國(guó)內(nèi)外主要通過(guò)優(yōu)化、改進(jìn)PVDC樹(shù)脂后加工工藝，來(lái)提高PVDC樹(shù)脂紡絲性 能指標(biāo)，但這不能從根本上解決PVDC樹(shù)脂紡絲性能上存在的問(wèn)題。
[0005] 如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN1489646A，發(fā)明名稱(chēng)：人造毛發(fā)及制造方法。該發(fā)明介紹了 一種人造毛發(fā)用，是由丙烯腈40~74%重量、偏二氯乙烯25~59%重量以及能與它們共 聚的含磺酸基的乙烯單體1~5%重量構(gòu)成的丙烯酸系聚合物所得到的纖維制成。該發(fā)明 不足之處是制得的樹(shù)脂熱穩(wěn)定性較低，只適用于濕法紡織。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種熱穩(wěn)定性和加工性能好的 紡絲用PVDC組合物的制備方法。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種紡絲用PVDC組合物的制 備方法，包括以下步驟：
[0008] (a)準(zhǔn)備反應(yīng)原料備用：按重量份，反應(yīng)原料組成為：去咼子水49~60份，偏二氯 乙烯單體20~30份，氯乙烯單體3~9份，引發(fā)劑0. 06~0. 3份，pH值緩沖調(diào)節(jié)劑0. 02~ 〇. 04份，分散劑0. 01~0. 05份，增塑劑0. 5~0. 8份，潤(rùn)滑劑0. 05~0. 2份；
[0009] (b)配制pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液和分散劑水溶液：將pH值緩沖調(diào)節(jié)劑與3~ 4. 5%的去離子水配制成pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液，將分散劑與15~20%的去離子水配制成 分散劑水溶液，備用；
[0010] (C)將8~10. 5%的去離子水、偏二氯乙烯單體、氯乙烯單體、引發(fā)劑在120~ 150rpm/min轉(zhuǎn)速下分散10分鐘后，再加入pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液、分散劑水溶液和剩余的 去離子水，冷分散20分鐘后，在100~160rpm/min的攪拌轉(zhuǎn)速下，升溫到30~42°C開(kāi)始 聚合反應(yīng)，同時(shí)以0. 5~I. 0°C /h速度升高反應(yīng)溫度，反應(yīng)800min~1200min后，以2~ 4rpm/h速度增大攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)反應(yīng)；
[0011] ⑷當(dāng)反應(yīng)25~35小時(shí)后，終止聚合反應(yīng)，真空脫出殘留單體，降溫出料、離心、干 燥；
[0012] (e)向干燥后的物料中加入增塑劑，潤(rùn)滑劑，經(jīng)混合、熟化，得到紡絲用PVDC組合 物產(chǎn)品。
[0013] 所述的PVDC組合物的重均分子量（Mw)優(yōu)選為75000~100000。本發(fā)明所述的重 均分子量（Mw)是指PVDC組合物按分子重量統(tǒng)計(jì)平均的分子量，其值等于每種分子的分子 量乘以其重量分?jǐn)?shù)的總和。其測(cè)定方法可采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法如光散射法、超速離心沉 降諫度法以及凝膠色譜法等測(cè)宙。
[0014] 所述的引發(fā)劑優(yōu)選為偶氮二異丁腈、過(guò)氧化十二酰、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二碳 酸二己酯、過(guò)氧化異丙苯基新癸酸酯、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯中的一種或幾種的混合物。
[0015] 所述的pH值緩沖調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為焦磷酸鈉、磷酸二氫二鈉、碳酸氫鈉、磷酸氫二鈉、 磷酸二氫鈉、檸檬酸中的一種或幾種的混合物。
[0016] 所述的分散劑優(yōu)選為甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素醚、羥丙基甲基 纖維素醚中的一種或幾種的混合物。
[0017] 所述的增塑劑優(yōu)選為癸二酸二丁酯、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧二油酸酯、環(huán)氧亞麻油脂肪 酸丁酯中的一種或幾種的混合物。
[0018] 所述的潤(rùn)滑劑優(yōu)選為油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸甘油酯中的一種或幾種的混 合物。
[0019] 步驟（e)所述的混合和熟化溫度優(yōu)選為50~70°C。
[0020] 本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化配方，并優(yōu)化聚合反應(yīng)溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、投料方式等操作參數(shù)，改 善了紡絲用PVDC組合物的熱穩(wěn)定性與加工性能，本發(fā)明的紡絲用PVDC組合物特別適用人 造毛發(fā)、玩具假發(fā)、頭飾、編織物等。
[0021] 投料方式對(duì)PVDC組合物的粒徑顆粒形態(tài)有影響。本發(fā)明先向聚合釜投少量的去 離子水，然后再投入偏二氯乙烯單體、氯乙烯單體和引發(fā)劑，在釜內(nèi)充分混合，再投入分散 劑，使分散劑包裹單體，最后投PH調(diào)節(jié)劑和剩余去離子水。這種投料方式可以得到顆粒形 態(tài)規(guī)整的樹(shù)脂，有利于提尚廣品加工性能。
[0022] 聚合溫度主要影響單體轉(zhuǎn)化率，以及PVDC組合物分子量及分布。PVDC組合物分子 量及分布，對(duì)產(chǎn)品的加工性能以及外觀有著重要的影響。恒溫聚合，分子量分布集中，產(chǎn)品 的加工性能相對(duì)較差。采用變溫聚合方法，初始在適當(dāng)?shù)臏囟乳_(kāi)始聚合，聚合過(guò)程中，不斷 提高聚合溫度，提高轉(zhuǎn)化速率，分子量分布較寬，產(chǎn)品的加工性能較好。因此本發(fā)明中，將聚 合釜升溫到30~42°C開(kāi)始聚合反應(yīng)，同時(shí)以0. 5~I. 0°C /h速度升高反應(yīng)溫度。
[0023] 攪拌轉(zhuǎn)速除了影響PVDC組合物顆粒尺寸和分布外，也對(duì)PVDC組合物顆粒的疏松 度有很大的影響。懸浮聚合過(guò)程中，攪拌轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，槳葉區(qū)的能耗低，樹(shù)脂隨著轉(zhuǎn)化率的 提高而變重下沉，沉底引起爆聚；攪拌轉(zhuǎn)速過(guò)高，攪拌強(qiáng)度太高，液滴的動(dòng)能很大，碰撞頻率 增加引起粒子合并成為粗粒，使粒子結(jié)構(gòu)變形，粒徑分布變寬。因此本發(fā)明中聚合反應(yīng)開(kāi)始 時(shí)攪拌轉(zhuǎn)速為100~160rpm/min，并在聚合反應(yīng)開(kāi)始后的800min~1200min以2~4rpm/ h速度增大攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)反應(yīng)。
[0024] 分散劑的用量直接影響PVDC組合物顆粒的粒徑尺寸、分散程度、顆粒外觀的規(guī)整 性。分散劑對(duì)聚合樹(shù)脂粒徑尺寸和顆粒的分布形態(tài)影響主要作用為：降低水與單體表面張 力，增進(jìn)混合單體微滴在水相中分散作用；使單體分散成穩(wěn)定的液滴，以形成較好的聚合物 的顆粒形態(tài)。當(dāng)分散劑用量過(guò)多時(shí)，不僅不經(jīng)濟(jì)，而且得到的樹(shù)脂顆粒過(guò)細(xì)，后加工制品晶 點(diǎn)多；當(dāng)分散劑用量過(guò)少時(shí)，會(huì)使體系的穩(wěn)定性變差，容易產(chǎn)生大顆粒，顆粒不規(guī)整。因此本 發(fā)明的分散劑用量為0.0 l~0. 05份。
[0025] 引發(fā)劑的用量影響反應(yīng)速率及PVDC組合物的分子量及其分布。當(dāng)引發(fā)劑過(guò)多會(huì) 使反應(yīng)速率過(guò)快，放熱大，熱量不易帶走容易產(chǎn)生爆聚，制備的PVDC組合的分子量較小，分 布寬；當(dāng)引發(fā)劑用量過(guò)少時(shí)，單體不能充分聚合，反應(yīng)速度慢，制備的PVDC組合物分子量較 大，分布窄。因此本發(fā)明的引發(fā)劑用量為〇. 06~0. 3份。
[0026] 添加適量pH值緩沖調(diào)節(jié)劑，使聚合物分散體系更穩(wěn)定。因此本發(fā)明pH值緩沖調(diào) 節(jié)劑的用量為〇. 02~0. 04份。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0028] 1、紡絲性能和加工熱穩(wěn)定性好，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化配方，并優(yōu)化聚合反應(yīng)溫度、攪拌 轉(zhuǎn)速、投料方式等操作參數(shù)，改善了紡絲用PVDC組合物的熱穩(wěn)定性與加工性能，在熔融紡 絲過(guò)程中不容易發(fā)生由熱分解而產(chǎn)生的斷絲現(xiàn)象，絲拉伸強(qiáng)度在I. 32(CN/detx)以上，絲 打結(jié)強(qiáng)度在〇· 93 (CN/detx)以上；
[0029] 2、用本發(fā)明的紡絲用PVDC組合物制備的人造毛發(fā)、玩具假發(fā)、頭飾、編織物等，耐 熱性、強(qiáng)度、定型性、透明性好，手感舒適、外觀優(yōu)良。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施 例。實(shí)施例1
[0031] 一種紡絲用PVDC組合物的制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)準(zhǔn)備反應(yīng)原料備用，原料配方如下：
[0033]
[0034]
[0035] (2)配制pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液和分散劑水溶液：將焦磷酸鈉20g和磷酸二氫二 鈉20g，用去離子水2kg配制成pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液；將甲基纖維素醚18g，用去離子水 9kg配制成分散劑水溶液；
[0036] (3)將5kg去離子水投入100L聚合釜（帶攪拌裝置不銹鋼聚合爸，長(zhǎng)徑比為2 :1， 雙層兩頁(yè)45°斜槳）中，封釜試壓并抽真空后，加入VDC單體、VCM單體、偶氮二異丁腈，在 120rpm/min的轉(zhuǎn)速下分散10分鐘后，加入分散劑水溶液、pH值緩沖調(diào)節(jié)劑水溶液和剩余的 去離子水，冷分散20分鐘后，在140rpm/min攪拌轉(zhuǎn)速下向聚合釜夾套通熱水，快速升溫到 40°C開(kāi)始聚合反應(yīng)