CN106283224A

CN106283224A - 一种湿法大有光腈纶的制备方法

Info

Publication number: CN106283224A
Application number: CN201510320302.1A
Authority: CN
Inventors: 邵宝忠; 张海鸥; 杨雪峰; 杨立杰; 陈卫; 郝东文; 徐永强; 郝朋林; 段志国; 刘明哲
Original assignee: JILIN QIFENG CHEMICAL FIBRE STOCK CO Ltd
Current assignee: JILIN QIFENG CHEMICAL FIBRE STOCK CO Ltd
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: CN106283224B

Abstract

一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)聚合物的制备：将丙烯腈、醋酸乙烯两种单体混合，进行水相悬浮聚合反应，反应结束后处理得到聚丙烯腈粉状聚合物；(2)纺丝原液的制备：将步骤(1)的粉状聚合物溶于二甲基乙酰胺中，经过过滤得到纺丝原液；(3)在纺丝原液中加入缓凝剂，在0.7～0.9MPa压力、80～97℃的温度下进行纺丝，在凝固浴水溶液中凝固成型；(4)成型的丝束经过水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲以及定型，得到大有光腈纶纤维。通过改善原液及纺丝成型及后处理工艺条件来减少纤维表面沟槽及内部孔洞，提高纤维的光泽与透光性，满足市场需求。生产方法简单可行，工艺容易控制等。

Description

一种湿法大有光腈纶的制备方法

技术领域

本发明属于纺织领域，具体说涉及一种湿法大有光腈纶纤维及其制备方法。

背景技术

大有光腈纶纤维是指腈纶纤维附有一种较常规有光纤维更亮的光泽，是差别化腈纶的一个重要品种，在毛毯尤其是人造毛皮行业中应用广泛，但是国内技术欠缺，所以一直无法满足市场需求，绝大部分大有光腈纶纤维依靠进口。

因此，开发大有光腈纶纤维前景看好，同时也满足了人们对生活质量日益提高的需求，社会效益明显，具有相当大的增长潜力。但由于湿法纺丝腈纶工艺特性决定了纤维表面存有沟槽及纤维内部存有孔洞，影响纤维的光泽和纤维的透光性，如何能减少沟槽与孔洞是解决纤维光泽和透光性的关键。

在中国专利申请CN200510062744.3公开了一种干法纺丝腈纶大有光纤维的制备方法，通过改善原有纺丝成型后处理工艺，在水洗、牵伸过程中，提高水洗温度，控制在96-100℃，降低牵伸倍数控制在2.65-4.5倍，牵伸速度控制在230-360m/min，同时提高水洗、牵伸后干燥工艺的干燥温度和蒸汽流量，既保证了分子链有足够的伸展时间，又避免造成分子链的损伤，从而减少了纤维表面的粗糙度和损伤程度，提高了纤维光洁度和致密化程度。

为了拓宽生产大有光腈纶纤维的方法，譬如湿法制备大有光腈纶，特提出本发明。

发明内容

本发明的一方面的目的在于，提供一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法，通过改善原液及纺丝成型及后处理工艺条件来减少纤维表面沟槽及内部孔洞，提高纤维的光泽与透光性，满足市场需求。生产方法简单可行，工艺容易控制等。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚合物的制备：将丙烯腈、醋酸乙烯两种单体混合，进行水相悬浮聚合反应，反应结束后处理得到聚丙烯腈粉状聚合物；

(2)纺丝原液的制备：将步骤(1)的粉状聚合物溶于二甲基乙酰胺中，溶液经过过滤后加入缓凝剂，得到纺丝原液；

或者先在溶剂二甲基乙酰胺中加入缓凝剂混合，在加入步骤(1)的粉状聚合物，得到纺丝原液；

(3)步骤(2)得到的纺丝原液在0.7～0.9MPa压力、80～97℃的温度下进行纺丝，在凝固浴水溶液中凝固成型；

(4)成型的丝束经过水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲以及定型，得到大有光腈纶纤维。

下面对本发明的一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法进一步详细的介绍。

一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

或者先在溶剂二甲基乙酰胺中加入缓凝剂混合，再加入步骤(1)的粉状聚合物，得到纺丝原液；

进一步，在步骤(1)中，原料单体丙烯腈和醋酸乙烯的重量百分比分别为92～94wt％、6～8wt％。

进一步，在步骤(1)中，两单体混合后的总浓度为30～40wt％。

进一步，在步骤(1)中，聚合反应条件为：温度58～62℃，pH为2.5～3.5。

步骤(1)中的聚合反应，在聚合物达到纺织领域常规的需要即可结束反应。在本发明中，聚合反应后的聚合物经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到的粉状聚合物。

优选的，本发明步骤(1)在聚合反应产物的特性黏数为0.147-0.157结束反应。

在步骤(1)的聚合反应中根据需要可以加入适量的催化剂或稳定剂等，都是本领域技术人员可以根据反应需要选用的。

在步骤(2)中，在温度80～90℃时，聚合物完全溶解在二甲基乙酰胺中，进行过滤制得的纺丝原液。

进一步，在步骤(2)中，配制的纺丝原液的浓度为23～28wt％，其优选为24.8～25.5wt％。

进一步，在步骤(3)中，所述的缓凝剂的加入量为聚丙烯腈重量的0.5～2wt％，其优选为1.0～1.5wt％。

进一步，缓凝剂可以直接添加到纺丝原液中混合均匀；也可以先将缓凝剂溶于二甲基乙酰胺中得到缓凝剂溶液，然后在添加到纺丝原液中；优选的，先将缓凝剂溶于二甲基乙酰胺中得到缓凝剂溶液，然后再添加到纺丝原液中。

本发明中的术语“缓凝剂”是指，在纤维凝固形成过程中，减缓纤维的凝固成型速度。

进一步，所述缓凝剂包括但不限于水、硼酸、硼酸钠、硫酸锌、磷酸、磷酸盐的一种或两种以上的混合物，其优选为硼酸钠、硫酸锌、水、磷酸盐的一种或二种以上的混合物，更优选为硼酸钠、硫酸锌、水的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述的凝固浴为二甲基乙酰胺水溶液，其质量百分比浓度为25～50wt％；优选为，其质量百分比浓度为30～48wt％。

进一步，所述的凝固浴的温度25～40℃，其优选，凝固浴的温度为25～35℃。

通过在纺丝原液中加入缓凝剂，纤维在成型双扩散时，一部分水用来溶出缓凝剂或者减缓凝固浴的溶液与纺丝原液进行双扩散的速度从而减缓纤维成型。

进一步，在步骤(4)的牵伸的过程中，牵伸倍数为4～10倍；其优选牵伸倍数6～9倍。

进一步，在步骤(4)的定型包括通过200～330KPa定型压力定型。

所述的水洗、上油、烘干、卷曲等过程采用现有技术常用的方法进行。

本发明制得的大有光腈纶纤维与常规有光腈纶纤维立面与表面对比：从以上数据和图片看，大有光腈纶纤维的致密化程度优于常规有光腈纶纤维，且大有光腈纶纤维与常规有光腈纶纤维比表面沟槽浅和少，内部孔洞明小，如见附图2、4。

本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步及积极效果：

(1)本发明通过工艺的控制，生产的大有光腈纶纤维光泽好，透光性强。

(2)本发明工艺简单可行，容易控制，利用现有纺丝等现有装置组织生产，对下游工序生产的连续性不会造成任何影响。

附图说明

图1常规有光腈纶纤维立面

图2本发明的大有光腈纶纤维立面

图3常规有光腈纶纤维表面

图4本发明的大有光腈纶纤维表面

具体实施方式

下面对本发明的大有光腈纶纤维的制备方法进一步详细叙述，并不限定本发明的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。

实施例1

(1)聚合物的制备：将94wt％丙烯腈、6wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至35wt％，于58～62℃，pH为2.5连续进行水相悬浮聚合反应；在反应体系的特性黏数达到0.152时，经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到的聚丙烯腈粉状聚合物；

(2)纺丝原液的制备：将聚丙烯腈粉状聚合物经升温加热80～90℃，使聚合物完全溶解在二甲基乙酰胺中，再加入水，得到纺丝原液，其中，纺丝原液的浓度在25wt％，水的加入量为聚丙烯腈重量的0.5wt％；

(3)步骤(2)得到的纺丝原液再经调压、过滤后于0.9MPa压力，80～97℃的温度下、在凝固浴中进行纺丝，其中，凝固浴为二甲基乙酰胺水溶液，其浓度为30wt％，温度为25～40℃；经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为7倍，通过260KPa定型压力定型，制得大有光腈纶纤维。

实施例2

该实施例制备大有光腈纶纤维的工艺过程以及工艺参数参考实施例1，不同的是，缓凝剂为硼酸钠，硼酸钠的加入量为聚丙烯腈重量的1.0wt％。

实施例3

该实施例制备大有光腈纶纤维的工艺过程以及工艺参数参考实施例1，不同的是，缓凝剂为硫酸锌，硫酸锌的加入量为聚丙烯腈重量的1.5wt％。

实施例4

该实施例制备大有光腈纶纤维的工艺过程以及工艺参数参考实施例1，不同的是，缓凝剂为硫酸锌和水，硫酸锌和水的加总入量为聚丙烯腈重量的2wt％。

实施例5

(1)聚合物的制备：将92wt％丙烯腈、8wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至30wt％，于58～62℃，pH为3.5下连续进行水相悬浮聚合反应；在反应体系的特性黏数达到0.152时，经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到的粉状聚合物；

(2)纺丝原液的制备：

将聚丙烯腈粉状聚合物经升温加热80～90℃，使聚合物完全溶解在二甲基乙酰胺中，再加入水，得到纺丝原液，其中，纺丝原液的浓度在28wt％，水的加入量为聚丙烯腈重量的1.0wt％；

(3)纺丝原液再经调压、过滤后于0.7MPa压力，80～97℃的温度下、在凝固浴中进行纺丝，其中，凝固浴为二甲基乙酰胺水溶液，其浓度为25wt％，温度为25～40℃；经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为9倍，通过220KPa定型压力定型，制得大有光腈纶纤维。

实施例6

(1)聚合物的制备：将93wt％丙烯腈、7wt％醋酸乙烯两种单体混合，并将其混合后的浓度调至40wt％，于58～62℃，pH为3.0下连续进行水相悬浮聚合反应，在反应体系的特性黏数达到0.152时，经螯合反应终止，用汽提塔脱出未反应的单体，然后经水洗过滤机除去盐分、水分，造粒成型后经烘干得到的粉状聚合物；

(2)纺丝原液的制备：将硼酸钠用溶剂二甲基乙酰胺进行溶解，使硼酸钠与溶剂形成均匀溶液，再加入粉状聚合物，经升温加热80～90℃，使聚合物完全溶解在二甲基乙酰胺中，进行过滤制得的纺丝原液，其中，纺丝原液的浓度在23wt％，硼酸钠的加入量为聚丙烯腈重量的1.5wt％；

(3)纺丝原液再经调压、过滤后于0.8MPa压力，80～97℃的温度下、在凝固浴中进行纺丝，其中，凝固浴为二甲基乙酰胺水溶液，其浓度为40wt％，温度为25～40℃；经水洗、牵伸、上油、烘干、卷曲，其牵伸倍数为7倍，通过330KPa定型压力定型，制得大有光腈纶纤维。

实施例7

该实施例制备大有光腈纶纤维的工艺过程以及工艺参数参考实施例6，不同的是，缓凝剂为水，水的加入量为聚丙烯腈重量的1.5wt％。

实施例8

该实施例制备大有光腈纶纤维的工艺过程以及工艺参数参考实施例6，不同的是，缓凝剂为硼酸和水，硼酸和水的总加入量为聚丙烯腈重量的1.0wt％。

实验例1

对本发明实施例1制得大有光纤维与常规腈纶纤维的主要技术指标对比见下表：

规格(dtex)	品种(有光)	纤度(dtex)	强度(CN/dtex)	伸长(％)
					2.78	大有光腈纶纤维	2.8	2.81	34
2.78	常规有光腈纶纤维	2.72	2.79	41
					3.33	大有光腈纶纤维	3.44	2.84	38
3.33	常规有光腈纶纤维	3.33	2.62	44

Claims

1.一种湿法大有光腈纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的缓凝剂的加入量为聚丙烯腈重量的0.5～2wt％，其优选为1～1.5wt％。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述缓凝剂包括水、硼酸、硼酸钠、硫酸锌、磷酸、磷酸盐中的一种或两种以上混合物；其优选为硼酸钠、硫酸锌、水、磷酸盐中的一种或两种以上混合物；更优选为硼酸钠、硫酸锌、水的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，在步骤(2)中，在温度80～90℃时，聚合物完全溶解在二甲基乙酰胺中，得到纺丝原液。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的凝固浴为二甲基乙酰胺水溶液，其质量百分比浓度为25～50wt％；优选为，其质量百分比浓度为30～50wt％，更优选为30～48wt％。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的凝固浴的温度25～40℃，其优选，凝固浴的温度为25～30℃。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，原料单体丙烯腈和醋酸乙烯的重量百分比分别为92～94wt％、6～8wt％；两单体混合后的总浓度为30～40wt％。

8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚合反应条件为：温度58～62℃，pH为2.5～3.5。

9.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，纺丝原液的浓度为23～28wt％，其优选为24.8～25.5wt％。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)的牵伸的过程中，牵伸倍数为4～10倍；其优选牵伸倍数6～8倍；

在步骤(4)的定型包括通过200～330KPa定型压力定型。