[发明专利]一种耐高温纤维用的聚氨酯切片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型耐高温纤维用的聚氨酯切片的制备方法。

背景技术

氨纶作为一种高弹性纤维材料，在纺织行业具有广泛的用途，目前，氨纶主要采用干法纺丝(干纺)和熔融纺丝(熔纺)两种工艺生产，熔纺氨纶设备投资少、投产周期短、生产流程简单、产量高、成本低、尤其是无污染等优势受到人们的普遍关注，在国际上被称为绿色氨纶。

由于熔纺氨纶加工温度高，与干纺氨纶相比，回弹性与耐热性均差一些，为了提高熔纺氨纶的性能需要对其上游产品——聚氨酯切片进行改性，以提高最终产品性能，中国专利申请CN01115739在氨纶切片中加入纳米粉体共混后，用于纺丝，能够提高熔纺氨纶的热性能和力学性能；中国专利申请CN200410065487采用在聚酯切片中混入交联剂、热稳定剂等助剂的方法来提高熔纺氨纶的性能；但聚氨酯切片和助剂等共混均一度难于控制，熔纺氨纶品质控制较难。

发明内容

本发明目的是提供一种在力学性能、耐热性能方面接近干纺氨纶的聚氨酯耐高温纤维用的切片。

具体技术方案如下：

一种耐高温纤维用的聚氨酯切片的制备方法，其是将聚合物多元醇、脂肪族二醇、异氰酸酯和无机纳米填料按照1：(0.5～2)：(1.4～3)的摩尔比加入长径比为45～85的反应型双螺杆挤出机中，制得耐高温纤维用的聚氨酯切片，优选地，原料中还包括占原料总重量1～2％的无机纳米填料。

作为优选方案，所述聚合物多元醇为聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇的混合物，所述聚醚多元醇的质量分数为25～30％，所述聚碳酸酯多元醇的质量分数为70～75％。

作为优选方案，所述聚醚多元醇的分子量为1000-3000，所述聚碳酸酯多元醇的分子量取自500-5000。

作为优选方案，所述聚碳酸酯多元醇制备方法如下：

a)将摩尔比为(10～25)：(25～40)：(55～75)的芳香族二酸、脂肪族二酸和1，4-丁二醇加入制浆釜中，在氮气保护下，于20～60℃的温度下打浆，直至混合均匀；

b)将步骤a)得到的产物压入酯化釜，在常压氮气保护下，于100～270℃搅拌反应1～4小时，并将生产的水冷凝排出，得到澄清透明液体；

c)将步骤b)得到的澄清透明液体用氮气压入缩聚釜，在100Pa～40kPa的真空度下，于200℃～250℃反应0.5h～12h，放料，得到聚酯多元醇。

作为优选方案，所述芳香族二酸包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二酸的一种或几种。

作为优选方案，所述脂肪族二酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸的一种或几种。

作为优选方案，所述的聚碳酸酯多元醇取自1,6己二醇聚碳酸酯二醇、1,4-二羟甲基环己烷聚碳酸酯二醇、1,4-丁二醇聚碳酸酯二醇、1,5-戊二醇聚碳酸酯二醇中的一种或多种。

作为优选方案，所述脂肪族二醇为1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇中的一种或两种。

作为优选方案，所述异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸、六次甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和(4,4’-二环己甲烷)二异氰酸酯的一种或几种。

作为优选方案，所述无机纳米填料为、纳米氢氧化镁、纳米碳酸钙、气相法制备的纳米二氧化硅中的至少一种。

本发明的优点是制备的切片产品重均分子量≥500kDa，分子量分布≤1.9，与市面上其他熔纺氨纶比较弹性回复率较高，性能接近干纺氨纶，如表1所示。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

实施例1

在氮气保护下，将对苯二甲酸：己二酸：1,4-丁二醇按摩尔比10：40：70的比例在50℃条件下搅拌至均匀；用氮气将混合液压致酯化釜，迅速升温至100℃开始反应，在2h内将温度升至235℃，并排出生成水分，得澄清液体；将此液体压入缩聚釜，保持温度230℃，迅速减压至30kPa，保持温度不变，将压力在1h内逐步降低到100Pa，反应结束，得聚酯多元醇，分子量分子量3000Da。

用计量泵按摩尔比1.03：0.97：2的比例将聚碳酸酯多元醇、1,4-丁二醇、六次甲基二异氰酸酯、纳米二氧化硅，纳米二氧化硅为气相法制备的，其添加量为原料总重量的1％，打入长径比为65的反应双螺杆中，反应温度120～190℃，水下造粒，干燥、包装后的产品。重均分子量650kDa，分子量分布：1.7。