CN104278353A - 一种保暖氨纶纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种保暖氨纶纤维及其制备方法，该纤维为多孔结构；其质量百分比配方为：含有脲结构的聚氨酯类成纤聚合物98~98.8%，抗紫外剂0.3~0.5%，抗氧剂0.3~0.5%，润滑剂0.3~0.5%，消光剂0.3~0.5%。该氨纶纤维的制造方法为：1.按所述配方比例制造预聚物，用扩链剂扩链，扩链剂为水的N，N-二甲基乙酰胺溶液，反应后制得成纤高聚物，与添加剂浆料混合后，储存熟化；2.在储存熟化过程中建立二氧化碳超临界体系，制得纺丝原液；3.通过干法纺丝的设备和工艺，即可得到所述的保暖氨纶纤维。本发明氨纶纤维具有多孔结构，能有效延缓热量散失，起到保温的功效，而且轻便舒适；此外，使用性能优良，能满足对手织物在纺、织、染、整过程中的要求。

Description

一种保暖氨纶纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能性化学纤维及其制造方法技术，具体为一种保暖氨纶纤维的制备方法技术。
背景技术
氨纶是一种聚氨酯弹性纤维，是提升面料品质的关键因素之一，其在面料中的应用范围在不断拓展，其在面料中的含量在不断增加。与天然纤维相比，化学纤维具有很多优点，化学纤维通过改性可以具备很多功能，这是天然纤维望尘莫及的。一种具备保暖功能的氨纶纤维不仅可以提升面料的舒适性，更重要的是具备保暖功能、减少人体的热量损失，在寒冷的冬季让人倍感温暖、自在。
目前，氨纶的干法纺丝制备技术中主要采用二胺扩链，制造成本高，这也是亟待解决的问题。另外，在现有的工艺条件下，原液浓度难以提高，否则会造成溶解不良，严重影响可纺性，且溶剂用量大，能耗大，成本高。
目前关于保暖氨纶纤维生产方面的专利技术及文献较少，因此，需要开发一种生产保暖氨纶纤维的新技术，同时克服制造工艺上的技术难题，以满足氨纶纤维制造技术及服装领域发展的需要。
发明内容
技术问题：本发明拟解决的技术问题是设计一种保暖氨纶纤维的制造方法。该制造方法的实施过程稳定，制备的氨纶纤维具备保暖功能，制备的面料舒适、耐用。该保暖氨纶纤维制造工艺技术先进，设备常规，可以工业化实施。
技术方案：本发明的一种保暖氨纶纤维，其特征在于该纤维为多孔结构；其质量百分比配方为：
本发明的保暖氨纶纤维的制造方法按以下工艺进行：
1.1)制备预聚物溶液：将二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇的摩尔比为1.6～1.8在70～90℃下预聚合30～45min，预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为50～60％的预聚物溶液；
1.2)制备聚氨酯类成纤聚合物溶液：扩链剂为水的N，N-二甲基乙酰胺溶液，质量百分比浓度为4.0～5.0％；扩链剂添加到步骤1.1)的预聚物溶液中扩链，反应温度为70～80℃，扩链后即制得含有脲结构的聚氨酯类成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，并含有大量的二氧化碳气体；
1.3)制备助剂浆料：将抗紫外剂、抗氧剂、润滑剂、消光剂、成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液混合，通过搅拌器搅拌、研磨机研磨达到均匀分散的目的，制备的浆料的质量百分比浓度为35～45％；
1.4)建立二氧化碳超临界体系：将步骤1.2)制备的成纤聚合物溶液与步骤1.3)制备的助剂浆料在搅拌设备中分散均匀，加压至7.0～9.0MPa，温度为40～50℃，储存24～36小时，熟化完全，得到纺丝原液的二氧化碳超临界体系；
1.5)将纺丝原液从喷丝板组合件挤出，通过干法纺丝，溶剂及二氧化碳挥发后制得保暖氨纶纤维。
其中抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，润滑剂为硬脂酸镁，消光剂为二氧化钛。
有益效果：本发明通过利用特殊的工艺以及特殊的纺丝加工方法，制备的氨纶纤维为多孔结构，质感轻便，具备保暖功能，减少人体的热量损失，在寒冷的冬季让人倍感温暖、自在。以水作为扩链剂，不仅环保，而且降低成本。反应生成大量的二氧化碳，通过二氧化碳超临界技术，将二氧化碳转化为溶剂，大大提升纺丝原液的浓度，减少DMAc的用量，而原液的溶解效果得到进一步的提升。在干法纺丝过程中，由于DMAc的用量减少，纺丝所需要的热量大为降低，而且二氧化碳挥发时在纤维表面形成气膜，有效隔绝空气中的氧气，使纤维的性能更加稳定。所制得的氨纶纤维均一性好，悬垂性优良，提高织物的档次。本发明制造工艺先进，对设备没有特殊要求，工业化实施容易，便于推广。
具体实施方式
本发明的一种保暖氨纶纤维为多孔结构；其质量百分比配方为：
所述的抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑；抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，润滑剂为硬脂酸镁，消光剂为二氧化钛。
实施例1：
第一步：制备预聚物溶液
将二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇的摩尔比为1.8在90℃下预聚合45min，预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为50％的预聚物溶液；
第二步：制备聚氨酯类成纤聚合物溶液
扩链剂为水的N，N-二甲基乙酰胺溶液，质量百分比浓度为5.0％；扩链剂添加到预聚物溶液中扩链，反应温度为80℃，扩链后即制得含有脲结构的聚氨酯类成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，并含有大量的二氧化碳气体；
第三步：制备助剂浆料
将抗紫外剂、抗氧剂、润滑剂、消光剂、成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液混合，通过搅拌器搅拌、研磨机研磨达到均匀分散的目的，制备的浆料的质量百分比浓度为35％，其中抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，润滑剂为硬脂酸镁，消光剂为二氧化钛；
第四步：建立二氧化碳超临界体系
将制备的成纤聚合物溶液与制备的助剂浆料在搅拌设备中分散均匀，加压至9.0MPa，温度为50℃，储存36小时，熟化完全，得到纺丝原液的二氧化碳超临界体系，不计算二氧化碳，纺丝原液的质量百分比浓度为45％；
1.5)将纺丝原液从喷丝板组合件挤出，通过干法纺丝，溶剂及二氧化碳挥发后制得保暖氨纶纤维。纺丝条件：
a.风量：上进/上回/下回＝0.55/0.30/0.23；b.温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝240/225/180；c.纺丝速度：800m/min。
将该纤维制备成面料，面料中氨纶的质量百分比含量为35％，覆盖在玻璃杯外面进行保温，从80℃降至70℃需要6分钟。
对比例1：
第一步：制备成纤聚合物
二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇的摩尔比为1.8在90℃下预聚合45min，预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为40％的溶液；扩链剂为乙二胺、丙二胺、戊二胺等的N，N-二甲基乙酰胺溶液，质量百分比浓度为5.0％；扩链剂添加到预聚物溶液中扩链，扩链后即制得成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，溶液的质量百分比浓度为35％；
第二步：制备助剂浆料
抗紫外剂、抗氧剂、润滑剂、消光剂、成纤聚合物溶液混合，通过搅拌器搅拌、研磨机研磨达到均匀分散的目的，制备的浆料的质量百分比浓度为35％，其中抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷、润滑剂为硬脂酸镁、消光剂为二氧化钛；
将制备的成纤聚合物溶液与制备的助剂浆料在搅拌设备中分散均匀，储存36小时，熟化完全，以备纺丝时使用。
第三步：干法纺丝
将纺丝原液从喷丝板组合件挤出，通过干法纺丝，溶剂挥发后制得普通氨纶纤维。纺丝条件：
a.风量：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28；b.温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝260/245/200；c.纺丝速度：800m/min。
将该纤维制备成面料，面料中氨纶的质量百分比含量为35％，覆盖在玻璃杯外面进行保温，从80℃降至70℃需要5分钟。

Claims (3)

1.一种保暖氨纶纤维，其特征在于该纤维为多孔结构；其质量百分比配方为：
含有脲结构的聚氨酯类成纤聚合物                98~98.8%，
抗紫外剂                                      0.3~0.5%，
抗氧剂                                        0.3~0.5%，
润滑剂                                        0.3~0.5%，
消光剂                                        0.3~0.5%。
2.一种如权利要求1所述的保暖氨纶纤维的制造方法，其特征在于该制造方法按以下工艺进行：
1.1) 制备预聚物溶液：将二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇的摩尔比为1.6~1.8在70~90℃下预聚合30~45min，预聚合完成后，向预聚物中添加N，N-二甲基乙酰胺溶剂制成质量百分比浓度为50~60%的预聚物溶液；
1.2) 制备聚氨酯类成纤聚合物溶液：扩链剂为水的N，N-二甲基乙酰胺溶液，质量百分比浓度为4.0~5.0%；扩链剂添加到步骤1.1) 制备的预聚物溶液中扩链，反应温度为70~80℃，扩链后即制得含有脲结构的聚氨酯类成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液，并含有大量的二氧化碳气体；
1.3) 制备助剂浆料：将抗紫外剂、抗氧剂、润滑剂、消光剂和成纤聚合物的N，N-二甲基乙酰胺溶液混合，通过搅拌器搅拌、研磨机研磨达到均匀分散的目的，制备的浆料的质量百分比浓度为35~45%；
1.4) 建立二氧化碳超临界体系：将步骤1.2)制备的聚氨酯类成纤聚合物溶液与步骤1.3)制备的助剂浆料在搅拌设备中分散均匀，加压至7.0~9.0MPa，温度为40~50℃，储存24~36小时，熟化完全，得到纺丝原液的二氧化碳超临界体系；
1.5) 将纺丝原液从喷丝板组合件挤出，通过干法纺丝，溶剂及二氧化碳挥发后制得保暖氨纶纤维。
3.根据权利要求2所述的保暖氨纶纤维的制造方法，其特征在于所述的抗紫外剂为2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑，抗氧剂为双(N、N-二甲基酰肼氨基4-苯基)甲烷，润滑剂为硬脂酸镁，消光剂为二氧化钛。
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