[发明专利]一种采用混合溶剂制备干纺氨纶的方法

说明书

本发明是一种采用混合溶剂制备干纺氨纶的方法，该方法选用了一种或多种强极性低沸点的有机溶剂与DMAC进行复配，形成混合溶剂；再用混合溶剂溶解由缓聚物控制生成的低分子量预聚物，形成预聚物溶解液；再将预聚物溶解液、扩链剂混合液加入至静态混合器进行反应，得到聚氨酯脲纺丝原液；最后将纺丝原液通过高温甬道，蒸发溶剂，凝固成氨纶纤维。通过在预聚合物反应过程中添加缓聚剂，使预聚合反应稳定可控，预聚物分子量低且分子量分布更为均一，通过扩链剂与封端剂同时添加的方式，保证链段增长更为平缓，避免出现局部反应过快导致“凝胶”产生。本发明制备的成品氨纶纤维模量高、断裂强度大，能满足圆机、经纬编等不同领域的应用需求。

技术领域

本发明属于干纺氨纶的制备方法，特别涉及一种采用混合溶剂生产干纺氨纶的技术方法。

技术背景

目前市场上大部分的氨纶产品均是由干法纺丝技术生产。干法技术是将聚合物溶解在有机溶剂中制成纺丝液，再将纺丝液从微细的喷丝孔吐出进入高温热甬道，溶剂挥发，聚合物丝条凝固成纤。干法纺丝技术对于溶剂的选择尤为重要。首先，溶剂要有强极性，使其能充分溶解高分子量的聚合物。其次，溶剂的沸点要低，保证聚合物溶液在经过高温甬道时快速脱除溶剂，使残留在纤维中溶剂量尽可能的低。最后，溶剂的毒性要低，以尽量减轻生产过程中溶剂接触对人体健康的危害。当前干纺氨纶所使用的有机溶剂通常为N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)。DMAC是一种具有强极性低毒性的有机溶剂，它的沸点较高，通常在164-166度。因此，DMAC的蒸发速率的快慢往往决定着干纺氨纶生产效率的高低。

近些年关于干法氨纶生产提质增效的技术方法通常是围绕着在高纺速条件下如何尽可能地使DMAC快速蒸发。常见的工艺优化包括了提升纺丝温度、加大纺丝风量风速；也有通过改造甬道设备，包括延长加宽纺丝甬道、改变甬道进风板孔结构(CN214193537U)等；也有专利技术从提升纺丝溶液浓度、改变聚合物成分结构(CN105177755B)等方面着手的。这些技术方法改进了溶剂蒸发的外部条件，提高了DMAC的蒸发效率，但溶剂本身的蒸发性质并没有改变。因此，在现有的设备条件下，干法氨纶纺丝速度极限接近1100m/min，难以有更高的突破；而且在高速纺丝条件下，纤维溶剂残存率超过了1.0％，产品品质难以得到保证。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种采用混合溶剂制备干纺氨纶的方法，本发明解决的是在氨纶高效生产过程中，溶剂无法充分蒸发，在纤维中残存率过高，产品性能劣化等技术问题。

技术方案：为解决上述的技术问题，发明的一种采用混合溶剂制备干纺氨纶的方法选用了一种或多种强极性低沸点的有机溶剂与DMAC进行复配，形成混合溶剂；再用混合溶剂溶解由缓聚物控制生成的低分子量预聚物，形成预聚物溶解液；再将预聚物溶解液、扩链剂混合液加入至静态混合器进行反应，得到聚氨酯脲纺丝原液；最后将纺丝原液通过高温甬道，蒸发溶剂，凝固成氨纶纤维。

本发明具体包括如下步骤：

步骤1.混合溶剂的制备：将低沸点有机溶剂与N，N-二甲基乙酰胺DMAC进行混合，得到混合溶剂；

步骤2.预聚物溶液的合成：将聚合物二元醇与二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，同时添加缓聚剂；在40～80度下搅拌反应0.5～2.0小时，得到异氰酸酯基(-NCO)封端的低分子量预聚物；加入混合溶剂充分溶解该预聚物得到预聚物溶液，再将该预聚物溶液降至5～20度；

步骤3.纺丝溶液的制备：将所述预聚物溶解液、扩链剂混合液加入至静态混合器进行反应，得到聚氨酯脲溶解液；再加入润滑剂、耐紫外光助剂、抗氧化助剂，混合熟化24小时，得到聚氨酯脲纺丝原液；

步骤4.成品氨纶的制备：将所述聚氨酯脲纺丝原液经喷丝板再通过240～260度热风甬道系统，蒸发溶剂，凝固成氨纶纤维，再经高速卷绕机卷绕成干纺氨纶成品丝卷。

其中，