技术领域
本发明涉及一种湿法纺丝或干法纺丝的方法,尤其是干法纺丝方法,以生产 聚氨酯脲纤维,所述方法是纺丝前在聚氨酯脲组分中添加下述成分:0.1-5重量% 聚二甲基硅氧烷,其粘度为2-20cSt(25℃);0.1-5重量%的烷氧基化的聚二甲基 硅氧烷,其数均分子量低于30,000g/mol,粘度为10-5000cSt(25℃);和0.01-3 重量%的脂肪酸盐(重量%是基于聚氨酯脲纤维的重量百分含量)。
背景技术
弹性聚氨酯脲纤维是指由至少85重量%的嵌段聚氨酯组成的纤维,所述聚氨 酯基于,例如聚醚、聚酯和/或聚
碳酸酯及芳香族二异氰酸酯和/或脂肪族二异氰酸 酯。聚氨酯脲纤维通常按照
熔融纺丝法、湿法纺丝法,或特别是干法纺丝法由纺 丝溶液制得。适合湿法和干法纺丝法的
溶剂是极性溶剂,如二甲基亚砜、二甲基 甲酰胺、N-甲基吡咯烷
酮,并优选二甲基乙酰胺。上述纺丝方法叙述在,例如, Polyurethan-Elastomerfasem,H.Gall and M.Kausch in Kunststoff-Handbuch 7,Polyurethane,编者:G.Oertel,Carl Hanser Verlag Munich Vienna,1993,679-694 页。
聚氨酯脲纤维表现出杰出的弹性和显著的伸长性,同时具有高回复
力。由于 上述性能的良好结合,聚氨酯脲纤维广泛用于服装业。该纤维最重要的应用是赋 予了亚麻、紧身胸衣和运动服(如浴衣、游泳裤)弹性,以及应用于针织袜类的 吊袜带袜口、短袜、松紧带或尿布中。
生产聚氨酯脲纤维的经济效益主要取决于所用的纺丝方法。在干法纺丝法中, 例如,高粘性的纺丝溶液被喂入加热的纺丝甬道,经过过滤、
挤压通过多孔
喷嘴, 由于使用的热纺丝空气,溶剂快速
蒸发。得到的各个单根丝在纺丝甬道处按照需 要的
纤度集束到一起形成
纱线,再通过加捻装置粘合在一起而形成实质上的单根 粗丝。可以使用油剂。成品线最终卷绕到筒管上。在上述方法中,一根480分特 的弹性纱线,例如,可以由36根丝制得。
聚氨酯脲纤维生产过程的经济效益主要取决于纱线卷绕到筒管上的卷绕速 度。如果卷绕速度高,每个喷丝头的纺丝溶液通过量就高。所以,纺丝溶液或包 含其中的添加剂应该如此地进行选择,以使纺丝过程中
过滤器不会被堵塞。如果 还是产生堵塞,纺丝过程必然被中断。在这种情况下,与此相关,产量和经济效 益就降低了。另一个关系经济效益的同等重要的参数是在整个纺丝工艺不变的情 况下得到的纺织纱线的数据。如果纺丝过程中纱线数据变化,可能得到不符合规 格的聚氨酯脲纤维。除去不符合规格的产品后,经济效益降低。
本发明的目的是以在整个纺丝过程中纺织纱线数据不变,而且生产率提高的 方式,生产聚氨酯脲纤维。
发明内容
人们发现,令人惊奇的是,上述目的可以通过下述方法实现。纺丝前在聚氨 酯脲组分中添加下述成分的混合物:0.1-5重量%聚二甲基硅氧烷(PDMS),其 粘度为2-20cSt(25℃);0.1-5重量%的烷氧基化的聚二甲基硅氧烷,其摩尔
质量 (数均分子量)低于30,000g/mol,粘度为10-5000cSt(25℃);和0.01-3重量% 的脂肪酸盐(重量%是基于聚氨酯脲纤维的重量百分含量);然后进行纺丝过程。
在聚氨酯脲纤维的纺丝溶液中包含纯聚二甲基硅氧烷的方法已基本上公 开。例如,DE-A-3912510公开了通过特定的纺丝工艺生产弹性纤维的方法,其中 引入
过热蒸气以生产粗纤度的弹性纤维。该
专利提到在其他可能的添加剂中使用 硅油作为流量促进剂。美国专利4973647也提及纺丝溶液中含有硅油。但两篇文 献均未提及纺丝溶液中可含有具有特定性能的油的特定组合。
纺丝溶液中含有戊基硅氧烷改性的聚二甲基硅氧烷油,不是本发明的发明 点,该方法也已在DE-AS 1469452的
说明书中公开。
EP 643159的说明书中提及,纺丝溶液中含有粘度为50-300cSt(25℃)的聚 二甲基硅氧烷和粘度为20-150cSt(25C)的乙氧基化的聚二甲基硅氧烷的组合以 生产聚氨酯脲纤维的方法。然而,使用含上述专利
申请推荐的混合物的纺丝溶液 会降低防粘剂(如
硬脂酸镁)的效果。为了得到必要的粘附力以将聚氨酯脲纤维 加工成,例如纺织织物,在纺丝溶液中包含额外量的,即增加量的防粘剂是必要 的。增加防粘剂(如硬脂酸镁)的量后,由于增大了堵塞,导致纺丝加工中过滤 器使用寿命的缩短。由于必须过早更换过滤器,纺丝过程被中断,从而产量降低。 此外,上述专利申请推荐的混合物,依赖于时间和
温度,会导致硬脂酸镁在被添 加到喂入纺丝过程的聚氨酯脲组分之前凝聚。随时间而形成的凝聚会改变硬脂酸 镁作为防粘剂的效果。当纺丝过程继续时,纺织品数据,如粘附力会随着时间而 变化。然后不符合规格的聚氨酯脲纤维通过复杂的操作被除去,使得产量降低。 上述公开出版物没有提及所用聚二甲基硅氧烷的粘度必须低于50cSt(25℃)。 根据本发明,纺丝溶液中含有下述成分的混合物:粘度为2-20cSt(25℃)的聚二 甲基硅氧烷(PDMS)、粘度为10-5000cSt(25℃)的烷氧基化的聚二甲基硅氧 烷、和脂肪酸盐,就不会产生上面提及的关于聚氨酯脲纤维生产经济效益的
缺陷 问题。
通过浸渍、喷雾或利用罗拉,将聚二甲基硅氧烷和聚醚改性的PDMS的混合 物施加到纺得的成品弹性纱线的方法也已公开(参见.JP 57128276或JP 03146774)。使用上述油剂可以提高
整经和针织工艺中弹性纤维的退绕性能。这 一点没有在纺丝溶液中含有所述混合物的那些说明书中提及。同样,也没有提及, 包含在弹性纤维纺丝溶液中的混合物,尤其是根据本发明的包含上述组分的混合 物,能提高纺丝工艺的生产率。
发明详述
本发明提供一种聚氨酯脲纤维,其特征在于由下述成分组成:
A)聚氨酯脲
聚合物,含量为99.7-65重量%,优选99.5-80重量%,更优选 99-85重量%,
B)聚二甲基硅氧烷,含量为0.1-5重量%,优选0.2-3重量%,更优选0.3-2 重量%,粘度为2-20cSt(25℃),
C)符合通式(1)的烷氧基化的聚二甲基硅氧烷(PDMS),含量为0.1-5 重量%,优选0.2-3重量%,更优选0.3-2重量%,
其中
PE为一价基团-CH2-CH2-CH2-O(epv/pow)mZ,
eo代表环氧乙烷,
po代表环氧丙烷,和
Z是氢或C1-C6的烷基,
v和w是大于或等于0的整数,且v和w不同时为0,
x,y和m是大于或等于1的整数,优选使式(1)的数均分子量不超过 30,000g/mol,而且C)的粘度为10-5000cSt(25℃),
D)饱和或不饱和,单或双官能团的C6-C30的脂肪酸金属盐,含量为0.01-3 重量%,优选0.05-2重量%,更优选0.1-1.5重量%,其中金属选自周期表第1,2 或3主族的金属或锌,和
E)添加剂,含量为0-20重量%,优选0-15重量%。
本发明还提供一种通过干法或湿法纺丝,优选干法纺丝法生产改进的聚氨酯 脲纤维的方法,所述方法包括:先制备纺丝溶液,使用喷丝头对纺丝溶液纺丝, 再通过干燥或在
凝固浴中除去溶剂在喷丝头下形成纱线,然后进行
整理和卷绕纱 线,所述方法特征在于,在纺丝溶液被纺成聚氨酯脲纤维前将下列成分添加到聚 氨酯脲溶液中:
B)聚二甲基硅氧烷,含量为0.1-5重量%,优选0.2-3重量%,更优选0.3-2 重量%,粘度为2-20cSt(25℃),
C)符合通式(1)的烷氧基化的聚二甲基硅氧烷(PDMS),含量为0.1-5 重量%,优选0.2-3重量%,更优选0.3-2重量%,
其中
PE为一价基团-CH2-CH2-CH2-O(eov/poOw)mZ,
eo代表环氧乙烷,
po代表环氧丙烷,和
Z是氢或C1-C6的烷基,
v和w是大于或等于0的整数,且v和w不同时为0,
x,y和m是大于或等于1的整数,优选使式(1)的数均分子量不超过 30,000g/mol,而且组分C)的粘度为10-5000cSt(25℃),和
D)饱和或不饱和,单或双官能的C6-C30的脂肪酸金属盐,含量为0.01-3重 量%,优选0.05-2重量%,更优选0.1-1.5重量%,其中金属选自周期表第1,2或 3主族的金属或锌。
还优选通过按照本发明方法可制备的纤维。
本发明所述的聚氨酯脲纤维包含B)、C)和D)中提及的聚二甲基硅氧烷、 烷氧基化的聚二甲基硅氧烷和脂肪酸盐,其以细分散的形式(区域)或溶解形式 存在于纤维中。所述区域在聚氨酯脲纤维中沿丝纵向的长度特别是小于24um,优 选小于18um,更优选小于15um。所述区域沿丝横向的尺寸特别是小于6um,优 选小于5um,更优选小于4um。本发明所述的聚氨酯脲纤维由嵌段聚氨酯脲聚合 物组成。聚合物具有嵌段结构,也就是说聚合物由“结晶”和“无定形”嵌段(也 称硬链段和软链段)组成。
聚氨酯脲组合物和聚氨酯脲纤维尤其可以由分子末端具有羟基且分子量为 600-6000g/mol的线性均聚物或共聚物制备,例如聚醚二醇、聚酯二醇、聚酯酰胺 二醇、聚碳酸酯二醇、或上述类别的共聚物或混合物。它们也可以基于有机二异 氰酸酯,其中聚合物二醇与后者反应形成末端带异氰酸酯官能团的预聚物,以及 二胺或不同二胺的混合物做扩链剂,这样末端带异氰酸酯官能团的预聚物与后者 反应形成高聚物。
所述反应通常在惰性的极性溶剂中进行,例如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰 胺、N-甲基吡咯烷酮等。末端带异氰酸酯官能团的预聚物也可以熔融方式制备。
也可以使用聚酯二醇和/或聚醚二醇,结合含叔胺基团的二醇,制备末端带异 氰酸酯官能团的预聚物。例如,N-烷基-N,N-双羟基烷基胺,尤其适用。可以提及 的成分的例子包括:4-叔丁基-3-氮杂-2,6-庚二醇、4-甲基-4-氮杂-2,6-庚二醇、3-乙 基-3-氮杂-1,5-戊二醇、2-乙基-2-二甲基氨甲基-1,3-丙二醇,4-叔戊基-4-氮杂-2,6- 庚二醇,3-环己基-3-氮杂-1,5-戊二醇,3-甲基-3-氮杂-1,5-戊二醇,3-叔丁基甲基3- 氮杂-1,5-戊二醇和3-叔戊基-3-氮杂-1,5-戊二醇。
有机二异氰酸酯的例子包括4-4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰 酸酯和-4’二苯基甲烷二异氰酸酯。二胺的例子包括乙二胺、1,2-丙二胺、2-甲基 -1,5-二氨基戊烷、异氟尔酮二胺、1,3-二氨基环己烷、1-甲基-2,4-二氨基环己烷和 1,2-二氨基环己烷。需要的分子量可以通过在链增长过程中使用少量的一元胺链终 止剂来形成,例如二乙胺、二丁胺或
乙醇胺。使用CO2做为阻聚剂,自身可了结 链增长。
聚氨酯脲纤维可以根据通常公知的方法制备,比如,根据US 2929804,US 3097192,US 3428711,US 3553290和US 3555115说明书以及WO 9309174说明 书的描述。
本发明所述的聚氨酯脲纤维可用于生产弹性织物、针织产品、针织袜类和其 他纺织品产品。本发明也提供上述用途。
根据本发明所述的方法,粘度为2-20cSt(25℃)的聚二甲基硅氧烷的含量 为0.1-5重量%,摩尔质量(数均分子量)低于30,000g/mol且粘度为10-5000cSt (25℃)的烷氧基化的聚二甲基硅氧烷的含量为0.1-5.0重量%,脂肪酸金属盐的 含量为0.01-3.0重量%,重量%是基于聚氨酯脲纤维的重量百分含量。经过次组分 B)、C)和D)的调整后,聚二甲基硅氧烷与烷氧基化的聚二甲基硅氧烷在整理 阶段中的重量比优选为2∶1-1∶2。聚二甲基硅氧烷与脂肪酸盐在整理阶段中的重量 比优选为2∶1-1∶2,关于浓度的数据表示在成品弹性初生丝中硅油或脂肪酸盐的含 量。
硅油和脂肪酸盐可以在生产聚氨酯脲纤维之前,在制备聚氨酯脲组合物的任 何需要的时候添加到组合物中。例如,硅油和脂肪酸盐可以以溶液的形式添加到 其他添加剂的溶液、分散液或悬浮液中。在纤维加工过程中,能够将其与相对于 纤维喷丝头上游的聚合物溶液混合或注入其中。
硅油和脂肪酸盐优选借助备料配制物添加到聚氨酯脲组合物中,使得硅油和 脂肪酸盐可以与其他纺丝助剂一起分散于溶剂中,例如二甲基乙酰胺。然后使备 料配制物通过动态或静态混合器与纺丝溶液混合。两种硅油与脂肪酸盐共同在普 通的备料配制物溶液中的浓度优选为10-25重量%。
然后聚氨酯脲纤维通过湿法纺丝或干法纺丝,优选干法纺丝,由得到的纺丝 溶液制得。由所述方法制得的纤维的单根纤度优选为10-1280dtex。单根纤度可以 以单丝形式生产或自复丝纤维形成,例如由2-200根聚结的单个毛细管组成。离 开纺丝甬道后,纤维可以进行外部整理。
本发明范围之内的适宜的脂肪酸盐D)是其金属为周期表第1-3主族的金属 或锌者。脂肪酸为饱和的或不饱和的,由至少6个、至多30个碳
原子组成,为单 或双官能的。本发明所述的脂肪酸盐优选锂、镁、
钙、
铝和锌的油酸盐、软脂酸 盐或硬脂酸盐,尤其优选硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸铝。
根据本发明生产的聚氨酯脲组合物或聚氨酯脲纤维可含有作为添加剂E)的
消光剂、填料、抗氧剂、染料、颜料、
着色剂和抗热、光及紫外线的稳定剂、含 氯的
水、化学纤维
清洗剂,尤其是氯化的碳氢化合物和抗蒸气剂(agaist vapors)。
抗氧剂和抗热、光及紫外线的稳定剂的例子有空间位阻酚、HALS稳定剂(受 阻胺
光稳定剂)、三嗪、二苯酮和苯并三唑类稳定剂。颜料和消光剂的例子有二 氧化
钛、氧化锌和
硫酸钡。染料的例子有酸性染料、分散染料和有机颜料以及荧 光学增白剂。防止纤维被氯气或含氯的水降解的稳定剂的例子有氧化锌、氧化镁、 碳酸钙镁、羟基碳酸钙镁或羟基碳酸镁铝,尤其是水滑石。上述的稳定剂也可以 混合使用,并且含有有机或无机的涂层剂。
具体实施方式
以下通过
实施例更详细地说明本发明,然而,实施例并不代表对本发明的任 何限制。
实施例:
下列实施例中使用的聚氨酯脲溶液是根据下述方法制备:
在所有的实施例中,聚氨酯脲组合物由分子量(数均分子量)为2000g/mol 的聚酯二醇制备,后者由
己二酸、己二醇和新戊二醇组成,并且已被亚甲基双(4- 苯基二异氰酸酯)(MDI,Bayer AG)掩蔽,然后通过乙二胺(EDA)和二乙胺 (DEA)的混合物扩链。
每个实施例中聚氨酯脲组合物是由相同的方法制备而成。
关于制备聚氨酯脲组合物,使50重量%的分子量(数均分子量)为2000g/mol 的聚酯二醇在25℃下与1重量%的4-甲基-4-氮杂-2,6-庚二醇、36.2重量%的二甲 基乙酰胺(DMAC)和12.8重量%的MDI混合,加热到50℃,在该温度下保持 110分钟,以得到NCO基含量为2.65%NCO的异氰酸酯掩蔽聚合物。
冷却到25℃后,将100重量份的掩蔽聚合物快速与1.32重量份的EDA和 0.04重量份的DEA在187重量份的DMAC中的溶液混合,形成含固量为22%的 聚氨酯脲组合物的DMAC溶液。通过添加六亚甲基二异氰酸酯(HDI,Bayer AG),调整聚合物的分子量使得粘度为70Pa*s(25℃)。
接着前文所述聚合物的制备,往其中添加添加剂备料配制物。所述备料配制 物由65.6重量%的DMAC、11.5重量%的CYANOXTM1790((1,3,5-三(4-叔丁 基-3-羟基-2,5-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮,cytec)、5.7重 量%的TIUNVINTM622(分子量大约为3500g/mol的聚合物,其由
琥珀酸和4-羟 基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇组成,Ciba Geigy)、17.2重量%的22%的纺丝溶液 和0.001重量%的染料MAKROVOEVIOLETTTMB(Bayer AG)组成。备料配制 物以一定方式被计量加入纺丝溶液中,使得CYANOXTM1790的含量为1.0重量 %,TINUVINTM622的含量为0.5重量%(基于聚氨酯脲组合物中整个固体的含 量)。
第二种备料配制物由31重量%的二氧化钛(TRONOXTMTiO2 R-KB-3, Kerr-McGee Pigments GmbH & Co.KG),44.5重量%的二甲基乙酰胺和24.5重量 %的22%的纺丝溶液组成,以一定方式被添加到第一纺丝溶液中,使得成品纱线 中二氧化钛的含量为0.05重量%(基于成品聚氨酯脲纤维)。
然后,另外的备料配制物被添加到纺丝溶液中。这些配制物由5.3重量%的 硬脂酸镁(Peter Greven)、49.6重量%的DMAC、33.8重量%的22%的纺丝溶液、 6.0重量%的聚二甲基硅氧烷和5.3重量%的SILWETTML7607(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚二甲基硅氧烷,甲基封端,分子量为1000g/mol, 粘度为50cSt(25℃))组成,选择各组分的含量,使得成品纤维中的百分含量如
实施例1-3中的表述。
实施例1
成品聚氨酯脲纤维中添加剂的含量如下:
0.28重量%的硬脂酸镁
0.28重量%的SILWETML7607
0.32重量%BAYSILONETM油M5(聚二甲基硅氧烷GE Bayer Silicones,粘 度为5cSt(25℃))。
实施例2
成品聚氨酯脲纤维中添加剂的含量如下:
0.19重量%的硬脂酸镁
0.19重量%的SILWETTM L7607
0.22重量%BAYSILONETM油M5(GE Bayer Silicones,粘度为5cSt(25℃))。
实施例3(比较例)
成品聚氨酯脲纤维中添加剂的含量如下:
0.28重量%的硬脂酸镁
0.28重量%的SILWETTML7607
0.32重量%BAYSILONETM油M100(GE Bayer Silicones,粘度为100cSt(25 ℃))。
实施例1-3中,聚氨酯脲组合物在典型的干法纺丝装置中纺丝而形成纤度为 11dtex的长丝,4根单丝合并而形成44dtex的凝集丝纱线,然后以550米/分钟的 卷取速度卷绕。
测试得到的长丝的机械性能和特点。为此,相对支数强度(CS)和特别是断 裂伸长(EB)可以根据DIN53834 Part 1测试。为此,弹性长丝纱线的拉伸试验在 空气调节状态下进行。为此,将准备的试样形成一个圆环绕过测量头的钩子,然 后在预
张力0.001cN/dtex下放置于10mm的环形钳中。总的夹持长度为200mm。 在挡光板的等高面上精确地悬挂了一小片铝箔。滑片以400%/分钟(800mm卷取) 的
变形速率移动,直至纱线断裂,测试结束后滑片又回到初始
位置。每份试样测 试20次。
纱线对筒管的粘附力的测定方法包括:先从筒管取下纱线(除3mm外), 筒管壳体上有500g重物;然后,将一重物悬挂在纱线上,测定纱线退卷的重量。 如此测定的粘附力是筒管加工性能的一种量度方法。如果粘附力太大,由于纱线 的撕裂会使薄型纺织产品的加工更难以进行。如果粘附力太小,可能的是,在干 法纺丝甬道中的卷绕过程中,或将筒管进一步加工成纺织织物的过程中,纱线会 从筒管上脱落,撕裂,因而不能承受进一步的加工。
通过下面描述的方法评估光学均匀性。
第一步,使1340根44dtex的纱线通过156%的预牵伸和40%的后牵伸整经 到弹性
整经机(型号为DSE50/30,来自Karl Mayer,Oberhausen)的两个分条整经 轴(SWBs)上。
第二步,由上述分条整经轴和来自Snia的两个dtex44/10聚酰胺的SWBs一 起制备弹性经编针织物。型号为HKS 2/E 32的
经编机(Karl Mayer,Oberhausen)被用 做经编
针织机。
如此制得的经编针织物在蒸气板上松弛。在进一步的加工过程里,在拉幅机 上以非预洗态用热空气定形,时间为40秒,温度195℃,超喂8%。定形宽度为 100厘米。
定形的织物单独通过拉幅机,被冷却卷绕到多孔
染色经轴上。
织物按照下列配方在经轴染色机中染上蓝色:
0.90%TELONTM Lichtblau RR 182%(Bayer AG;酸性染料)
0.05%TELONTM Echtorange AGT 200%(Byer AG;酸性染料)
2.00g/l乙酸钠
1.50%LEVOGALTM FTS(Byer AG;匀染剂)和
0.30ml/l的乙酸。
在加入所有的助剂之前,首先将密闭的设备装满水,这时没有液体的循环。 在
循环泵开动并达到所需的2.2-2.0bar的压力后,加入上述的助剂。以1℃/分钟 的速度加热液体,选择的液体方向是外侧/内侧温度达到80℃,从内部向外泵出的 液体温度高于80℃。一旦达到所需的最终温度98℃,进一步处理60分钟。然后 间接冷却到70℃,接着连续用冷却的
淡水冲洗,最后,再用淡水冲洗一遍。
染色后,带有湿织物的染色经轴被运送到轧染机,通过轧染机时经过洗涤 水,然后均匀压干。
后面的中间干燥在多孔滚筒干燥机中进行,温度为120℃,移动速度约7米/ 分钟。织物在进入多孔滚筒干燥机时,被叠放平整。
刚刚干燥的织物最终在拉幅机上拉幅,温度为150℃,织物速度10米/分钟, 超喂5%,由此得到的光滑的成品织物在离开拉幅机时被卷绕。
光学均匀性是通过利用
透射光与反射光目测成品染色织物而评估的,评估时 等级(检验指标)的范围是1-9。对于此处描述的44dex的聚氨酯脲纤维,等级4 代表非常均匀的织物,等级5表示织物仍符合好的均匀性,等级6表示织物符合 令人满意的均匀性。如果是等级7的话,该织物只能用于特殊用途。等级8和9 的织物则是无法销售的。
表1表示测定的长丝性能和评估光学均匀性的检验等级。
表1
纱线数据和评估光学均匀性的检验等级的表格比较: 实例号 纤度(dtex) CS(cN/dtex) EB(%) 粘附力(cN) 检验等级 1 43.6 1.24 417 0.05 n.d. 2 45.7 1.21 420 0.23 5.0 3(比较例) 45.2 1.21 402 0.23 5.0
CS:相对支数强度,EB:断裂伸长
如实施例所示,加入基于BAYSILONETM油M5的备料配制物与加入基于 BAYSILONETM油M100的备料配制物相比,粘附力有了明显变化。因此,加入 基于BAYSILONETM油M5的备料配制物与加入基于BAYSILONETM油M100的 备料配制物相比,粘附力大大降低了。由此说明使用基于BAYSILONETM油M5 的备料配制物时,硬脂酸镁做为抗粘附剂的效果明显增强。使用基于 BAYSILONETM油M100的备料配制物时,由于配制物产生凝聚,硬脂酸镁的效 果降低。通过降低纺丝溶液中BAYSILONETM油M5的含量,易于调整粘附力到 基于BAYSILONETM油M100的备料配制物的水平。纺丝溶液中含有基于 BAYSILONETM油M5的备料配制物时,纺丝过程中过滤器的使用寿命会延长, 因而产率会提高。
相对支数强度(CS)和光学均匀性的评估不依赖备料配制物,以常量水平保 持不变。
在对实施例4-9的一系列试验中,使用不同的聚二甲基硅氧烷和烷氧基化的 聚二甲基硅氧烷配制备料配制物。备料配制物由5.3重量%的硬脂酸镁(Peter Greven)、49.6重量%的DMAC、33.8重量%的30%的纺丝溶液、6.0重量%的聚 二甲基硅氧烷和5.3重量%的烷氧基化的聚二甲基硅氧烷组成。
备料配制物在25℃和50℃下贮存,分别在一配制完立即评估均匀性和静置 24小时后再评估均匀性。
备料配制物均匀性的评估表示在表2中。
用于配制备料配制物的30%的纺丝溶液由由聚四氢呋喃(PTHF,例如DuPont 的Terathane 2000)组成的、平均分子量(数均分子量)为2000g/mol的聚醚二醇 制得。二醇被亚甲基双(4-苯基二异氰酸酯)(MDI,BayerAG)以摩尔比1∶1.65 掩蔽,然后通过在二甲基乙酰胺(DMAC)中重量比为97∶3的乙二胺(EDA)和二 乙胺(DEA)的混合物扩链。扩链剂和链终止剂的量与预聚物中未反应的异氰酸 酯的比率为1.075。得到的聚氨酯脲溶液的固体含量为30重量%。
然后使添加剂备料配制物与聚合物混合。备料配制物由62.7重量%的二甲基 乙酰胺(DMAC)、10.3重量%的CYANOXTM1790((1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟 基-2,5-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮,cytec)、27.0重量%的 30%的纺丝溶液和0.001重量%的染料MAKROLEXVIOLETTTMB(Bayer AG)组 成。备料配制物以一定方式添加到聚氨酯脲组合物中,使得CYANOXTM1790的 含量为1.0重量%,基于总固体含量。
实施例4
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M3(GE Bayer Silicones,粘度为3cSt(25℃))。
5.3重量%的SILWETML7607(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚 二甲基硅氧烷,甲基封端,分子量为1000g/mol,粘度为50cSt(25℃))。
实施例5
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M5(GE Bayer Silicones,粘度为5cSt(25℃))。
5.3重量%的SILWETML7607(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚 二甲基硅氧烷,甲基封端,分子量为1000g/mol,粘度为50cSt(25℃))。
实施例6(比较例)
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M100(GE Bayer Silicones,粘度为100cSt(25 ℃))。
5.3重量%的SILWETML7607(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚 二甲基硅氧烷,甲基封端,分子量为1000g/mol,粘度为50cSt(25℃))。
实施例7
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M5(GE Bayer Silicones,粘度为5cSt(25℃))。
5.3重量%的SILWETML77(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚二 甲基硅氧烷,甲基封端,分子量为600g/mol,粘度为20cSt(25℃))。
实施例8
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M5(GE Bayer Silicones,粘度为5cSt(25℃))。
5.3重量%的SILWETML7608(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚 二甲基硅氧烷,羟基封端,分子量为600g/mol,粘度为35cSt(25℃))。
实施例9(比较例)
5.3重量%的硬脂酸镁
6.0重量%BAYSILONETM油M100(GE Bayer Silicones,粘度为100cSt(25 ℃))。
5.3重量%的SILWETML7608(Crompton Specialities GmbH;乙氧基化的聚 二甲基硅氧烷,羟基封端,分子量为600g/mol,粘度为35cSt(25℃))。
表2
备料配制物均匀性列表比较: 实例号 配制后的均匀性 25℃*下24小时后的均 匀性 50℃*下24小时后的均 匀性 4 很好 很好 很好 5 很好 很好 很好 6(比较例) 相分离 相分离 疑聚 7 很好 很好 很好 8 很好 很好 很好 9(比较例) 相分离 相分离 凝聚
*备料配制物的存贮温度
如实施例所示,备料配制物的均匀性很大程度取决于所用的聚二甲基硅氧烷 的粘度。如果将较高粘性的聚二甲基硅氧烷与BAYSILONETM油M 100一起使 用,就会产生
相位分离,备料配制物的均匀度会下降。这种备料配制物中,50℃ 的存贮温度也会形成凝聚,这种现象在制备聚氨酯脲组合物以生产聚氨酯脲纤维 时经常出现。生产聚氨酯脲纤维时,凝聚的形成导致硬脂酸镁做为调整粘附力的
试剂的效果降低,使得纺丝过程中粘附力改变,缩短了过滤器的使用寿命。因此, 由于凝聚现象,连续生产聚氨酯脲纤维的过程中不可能得到恒定的纺织纤维数据 (粘附力)。同时,纺丝过程的产率降低。