CN104746167A - 低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物及其热粘结弹性纤维的制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物及其热粘结弹性纤维，该共聚物是由己内酰胺、两种或多种C6-C13脂肪族二元胺和两种或多种C6-C18脂肪族二元酸共聚合成的聚酰胺链段，与聚醚二醇的嵌段共聚物，其具有80—130℃的熔点，5-30g/10min(2.16kg，160℃)的熔融指数，且具有良好的纺丝性能，其熔融纺出的纤维有较低的熔点，可以优良的粘结其他纤维，与其他纤维混纺编织的布料、鞋材面料具有很好的弹性。
Description
技术领域
本发明涉及一种低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物及其热粘结弹性纤维的制法，属于化学纤维技术领域。
背景技术
低熔点热粘结纤维多用于无纺布中，将低熔点纤维掺入纤维网中，纤维网在后道加工中加热，使得低熔点纤维融化，并与周围普通纤维粘连而起到胶黏剂的作用。该纤维型粘合剂具有粘结简便、强度高、无污染、能耗低等特点，从而可全面替代化学粘合剂，因此被誉为“绿色胶粘剂”。
目前，低熔点热粘结纤维主要有低熔点聚烯烃、低熔点聚酯纤维和低熔点共聚酰胺纤维。低熔点聚烯烃纤维耐干洗性差，在热压制品中，易形成块状，影响产品性能。低熔点共聚酯纤维在使用中要求，与被粘结材料要具有相似的化学结构及溶解度参数，否则粘结性欠佳，通常，聚酯纤维只能作聚酯系纤维的粘结材料。共聚酰胺含有酰胺键和氢键，有强极性，其耐溶剂性好，韧性好，粘结强度高，因此低熔点共聚酰胺纤维成为理想的粘结材料。
公开号为CN101555635A的中国专利公开了一种低熔点热粘合纤维及其生产方法。
公开号为CN103074701A的中国专利公开了一种低熔点共聚酰胺复合纤维及其制备方法。
上述公开专利作为背景技术在此引用，经申请人及代理人检索，未发现采用共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物制备低熔点热粘结弹性纤维的方法的报道。
发明内容
本发明旨在提供低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物及其热粘结弹性纤维的制备方法，由共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段合成的共聚物，具有80-130℃的熔点，5-30g/10min(2.16kg，160℃)的熔融指数和良好的纺丝性能，其熔融纺出的纤维有较低的熔点，可以优良的粘结其他纤维，与其他纤维混纺编织的布料、鞋材面料具有很好的弹性。
本发明具体采用的技术方案是：
一种低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，包括如下步骤：
1)己内酰胺；两种或多种C6-C13脂肪族二元胺和两种或多种C6-C18脂肪族二元酸；上述三种原料混合加入到高压反应釜中，同时加入水、链限制剂和稳定剂，抽真空至-0.099Mpa，充入氮气，升温至200℃，压力保持在1.0-1.2Mpa，并开启搅拌反应1-2小时；继续升温至240℃，在2小时内将压力减为常压，并在常压下继续反应0.5-1.0小时；再抽真空至-0.099Mpa，继续反应1-2小时，即得到共聚酰胺链段；
所述链限制剂为丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸和十二碳二元酸中的其中一种或几种，优选己二酸；
所述稳定剂为磷酸、亚磷酸、连二磷酸、次磷酸的其中一种或几种，优选亚磷酸；
2)加入聚醚二醇、催化剂、抗氧剂和交联剂，在真空度小于30pa，200-220℃条件下，搅拌反应1.5-3小时，出料，冷却，切粒，即得共聚酰胺链段与聚醚链段的共聚物，所述共聚物具有80--130℃的熔点，5-30g/10min(2.16千克，160℃)的熔体流动指数。
其中，所述聚醚二醇为聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚丁二醇(PTMG)的其中一种或几种，优选聚乙二醇；
其中，所述催化剂为锆酸四丁酯、钛酸四丁酯的其中一种或两种，优选钛酸四丁酯；
其中，所述抗氧化剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的其中一种或几种；优选N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；
其中，所述交联剂为季戊四醇、丙三醇的其中一种或两种，优选季戊四醇；
本发明中，优选的原料来源广泛、易得，价格合适，经过试验，优选原材料更易制得性能稳定的产品。
以二元胺、二元酸和己内酰胺的总重量计，其中，总二元胺与总二元羧酸的摩尔比为1:0.9-0.95；己内酰胺的重量为总重量的25--45％；二元胺和二元羧酸的重量为总重量的55--75％；水的用量为己内酰胺重量的5-30％；链限制剂的添加量为总重量的1.5-5％；稳定剂的添加量为总重量的0.01-0.2％；聚醚链段为总重量的5-40％，优选为8-30％；
其中，所述聚乙二醇的分子量为200--2000，优选分子量为400-1000；
其中，所述催化剂的添加量为聚醚链段重量的0.01-0.2％；所述抗氧化剂的添加量为聚醚链段重量的0.1-1.5％；所述交联剂的添加量为聚醚链段重量的0.01-0.5％；
在上述原料添加量范围内，经试验制得的产品性能最优，添加量少则达不到性能要求，添加量过多，既增加成本，又可能会引发副作用。
一种低熔点热粘结弹性纤维的制法，其特征是，
将本发明制得的共聚物干燥后在180-220℃下熔融纺丝，得到低熔点热粘结弹性纤维。
本发明的有益效果在于：
本发明制备的聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物，其具有80—130℃的熔点，5-30g/10min(2.16kg,160℃)的熔融指数，采用该共聚物制得的纤维，具有良好的纺丝性能、较低的熔点，可以优良的粘结其他纤维，与其他纤维混纺编织的布料、鞋材面料具有很好的弹性。
具体实施方式
实施例1.
将己内酰胺3.2kg、己二胺1.2kg、十二烷二胺2.0kg、己二酸1.5kg、十四烷二酸2.6kg加入高压聚合釜内，同时加入水0.6kg、己二酸120g、抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺20g和亚磷酸2g，抽真空后后充入氮气，升温至205℃，压力保持在1.0Mpa，开启搅拌反应1小时；继续升温至240℃，在2小时内将压力减为常压，并在常压下继续反应0.5小时；在负压下反应1小时，即得到共聚酰胺链段；再加入聚醚(PEG 600)2200g、钛酸四丁酯3g、抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺30g和季戊四醇0.5g，在真空度小于30pa，温度为210℃下，搅拌反应2小时，充入氮气，出料，即得共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段的共聚物，该共聚物的熔点为85℃，熔体流动指数为15g/10min。切片经过干燥后，在180-200℃下牵伸纺丝，得到150dtex/24f的低熔点热粘结纤维，该纤维的熔点为85℃，纤维具有好的弹性，其断裂伸长率可到200％，在伸长率为200％时弹性回复率不低于95％。
实施例2
将己内酰胺4.0kg、己二胺1.4kg、癸二胺1.4kg、癸二酸2.0kg、十三烷二酸2.46kg加入高压聚合釜内，同时加入水0.8kg、己二酸80g和亚磷酸1.5g，抽真空后后充入氮气，升温至210℃，压力保持在1.2Mpa，开启搅拌反应1.2小时；继续升温至240℃，在2小时内将压力减为常压，并在常压下继续反应0.5小时；在负压下反应0.5小时，即得到共聚酰胺链段；再加入聚醚二醇(PEG 1000)1000g、钛酸四丁酯0.4g、抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺16g和季戊四醇0.15g，在真空度小于30pa，温度220℃下，搅拌反应1.5小时，充入氮气，出料，即得共聚酰胺嵌段段与聚醚嵌段的共聚物，该共聚物的熔点为108℃，熔体流动指数为25g/10min。切片经过干燥后，在200-220℃下牵伸纺丝，得到150dtex/24f的低熔点热粘结纤维，该纤维的熔点为108℃，纤维具有好的弹性，其断裂伸长率可到180％，在伸长率为150％时弹性回复率不低于95％。
Claims (8)
1.一种低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，包括如下步骤：
1)己内酰胺；两种或多种C6-C13脂肪族二元胺和两种或多种C6-C18脂肪族二元酸；上述三种原料混合加入到高压反应釜中，同时加入水、链限制剂和稳定剂，抽真空至-0.099Mpa，充入氮气至0.15MPa，升温至200℃，压力保持在1.0-1.2Mpa，并开启搅拌反应1-2小时；继续升温至240℃，在2小时内将压力匀速减为常压，并在常压下继续反应0.5-1.0小时；再抽真空至-0.099Mpa，继续反应1-2小时，即得到共聚酰胺链段；
所述链限制剂为丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸和十二碳二元酸的其中一种或几种；所述稳定剂为磷酸、亚磷酸、连二磷酸、次磷酸的其中一种或几种；
2)加入聚醚二醇、催化剂、抗氧剂和交联剂，在真空度小于30pa，200-220℃条件下，搅拌反应1.5-3小时，出料，冷却，切粒，即得共聚酰胺链段与聚醚链段的共聚物，所述共聚物具有80--130℃的熔点，5-30g/10min(2.16千克，160℃)的熔体流动指数。
2.根据权利要求1所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，
所述聚醚二醇为聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇的其中一种或几种；
所述催化剂为锆酸四丁酯、钛酸四丁酯的其中一种或两种；
所述抗氧化剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的其中一种或两种；
所述交联剂为季戊四醇、丙三醇的其中一种或两种。
3.根据权利要求2所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，所述链限制剂为己二酸；所述稳定剂为亚磷酸；所述聚醚二醇为聚乙二醇；所述催化剂为钛酸四丁酯；所述抗氧化剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；所述交联剂为季戊四醇。
4.根据权利要求3所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，所述聚乙二醇的分子量为200-2000。
5.根据权利要求4所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，所述聚乙二醇的分子量为400-1000。
6.根据权利要求1所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，以二元胺、二元酸和己内酰胺的总重量计，其中，总二元胺与总二元羧酸的摩尔比为1:0.9-0.95；己内酰胺的重量为总重量的25-45％；二元胺和二元羧酸的重量为总重量的55-75％；水的用量为己内酰胺重量的5-30％；链限制剂的添加量为总重量的1.5-5％；稳定剂的添加量为总重量的0.01-0.2％；聚醚链段为总重量的5-40％。
7.根据权利要求6所述的低熔点共聚酰胺嵌段与聚醚嵌段共聚物的制法，其特征是，所述催化剂的添加量为聚醚链段重量的0.01-0.2％；所述抗氧化剂的添加量为聚醚链段重量的0.1-1.5％；所述交联剂的添加量为聚醚链段重量的0.01-0.5％。
8.一种低熔点热粘结弹性纤维的制法，其特征是，将权利要求1制得的共聚物纺丝得到低熔点热粘结弹性纤维。
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