CN107338501A - 一种高回弹氨纶纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂2～8%、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合形成预聚物后，将预聚物加入到二甲基乙酰胺中溶解，然后加扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂8～18wt%、抗氧化剂6～12wt%、润滑剂5～10wt%、抗菌剂10～15wt%、阻燃剂10～20wt%、消光剂5～12wt%、防黄剂6～9wt%和余量的着色剂复配而成。本发明配方科学、配比严谨，所得高回弹氨纶纤维与现有的氨纶纤维相比，本发明制备的高回弹氨纶纤维其回弹性能得到了大大的提升，回弹率高达99%，其综合性能优良，应用前景广阔。

Description

一种高回弹氨纶纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学纤维技术领域，尤其涉及一种高回弹氨纶纤维及其制备方法。
背景技术
化学纤维是指那些以天然或者合成的高聚合物为原料，经过化学方法加工制造出来的纤维。氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种弹性纤维，为化学纤维中的一种。它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。氨纶纤维强度比乳胶丝高2～3倍，线密度也更细，并且更耐化学降解，氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好，因此被广泛应用到织物当中。
纺织业有了“无氨不成布”的说法，氨纶纤维因其具有的优异弹性性能和承受应力，常与其他纱线(棉线、涤纶、锦纶、铜氨纤维等)一起混纺，应用在弹力布织造领域。随着氨纶应用领域的扩大，人们对于氨纶的回弹性能提出了更高的要求，现有的氨纶纤维由于配方及制备方法的限制，导致回弹性有限，已经无法满足现有的市场需求。基于上述陈述，本发明提出了一种高回弹氨纶纤维及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高回弹氨纶纤维及其制备方法。
一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂2～8％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合形成预聚物后，将预聚物加入到二甲基乙酰胺中溶解，然后加扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂8～18wt％、抗氧化剂6～12wt％、润滑剂5～10wt％、抗菌剂10～15wt％、阻燃剂10～20wt％、消光剂5～12wt％、防黄剂6～9wt％和余量的着色剂复配而成。
优选的，所述的一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂3～7％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合后，经扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂10～16wt％、抗氧化剂8～10wt％、润滑剂6～9wt％、抗菌剂11～14wt％、阻燃剂12～18wt％、消光剂6～10wt％、防黄剂7～8wt％和余量的着色剂复配而成。
优选的，所述的一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂5％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合后，经扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂14wt％、抗氧化剂9wt％、润滑剂8wt％、抗菌剂12wt％、阻燃剂16wt％、消光剂8wt％、防黄剂7.5wt％和余量的着色剂复配而成。
优选的，所述有机多元异氰酸酯为二元异氰酸酯、三元异氰酸酯和聚合型异氰酸酯中的一种。
优选的，所述有机多元异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯中的一种。
优选的，所述端羟基聚酯为相对分子质量为1000～3000的液态低聚物。
本发明还提出了一种高回弹氨纶纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按质量比1～2:4.5～7.2，将有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯加入到反应罐中，在80～100℃的温度下，反应1.5～2.2h，边反应边以220～280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物A；
S2、按质量比1:1.7～2.2，将步骤S1中所得的预聚物A加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入预聚物A总量的0.1～0.25倍的扩链剂进行反应，反应完成得反应液B；
S3、按质量比1:10～15，将交联剂加入到步骤S2中所得的反应液B中进行搅拌反应，反应完成得成纤聚合物C；
S4、将所述重量百分比的抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和着色剂共同加入到研磨机中，充分研磨1～2h后，加入到步骤S3中所得的成纤聚合物C中，以1200～1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝即得高回弹氨纶纤维。
本发明提出的一种高回弹氨纶纤维，其配方科学、配比严谨，通过严格控制原料用量和反应条件，将有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合反应后溶解在二甲基乙酰胺中，然后加扩链剂、交联剂反应，最后与添加剂混合均匀后干法纺丝制成高回弹氨纶纤维，本发明制备方法简单，制备成本低，所得高回弹氨纶纤维具有较高的机械强度、氧化稳定性和柔曲性，优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性、抗菌性和耐火性；不仅如此，与现有的氨纶纤维相比，本发明制备的高回弹氨纶纤维其回弹性能得到了大大的提升，回弹率高达99％，其综合性能优良，可广泛应用于运动护腕、护膝、运动服，胸衣吊带，游泳衣等对纤维回弹性能要求较高的产品的制造，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂8％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由2,4-甲苯二异氰酸酯和端羟基聚酯聚合形成预聚物后，将预聚物加入到二甲基乙酰胺中溶解，然后加扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂18wt％、抗氧化剂12wt％、润滑剂10wt％、抗菌剂15wt％、阻燃剂20wt％、消光剂12wt％、防黄剂9wt％和余量的着色剂复配而成。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、按质量比2:7.2，将2,4-甲苯二异氰酸酯和端羟基聚酯加入到反应罐中，在100℃的温度下，反应2.2h，边反应边以280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物A；
S2、按质量比1:2.2，将步骤S1中所得的预聚物A加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入预聚物A总量的0.25倍的扩链剂进行反应，反应完成得反应液B；
S3、按质量比1:15，将交联剂加入到步骤S2中所得的反应液B中进行搅拌反应，反应完成得成纤聚合物C；
S4、将所述重量百分比的抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和着色剂共同加入到研磨机中，充分研磨1～2h后，加入到步骤S3中所得的成纤聚合物C中，以1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝即得高回弹氨纶纤维。
实施例二
本发明提出的一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂5％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由二元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合后，经扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂14wt％、抗氧化剂9wt％、润滑剂8wt％、抗菌剂12wt％、阻燃剂16wt％、消光剂8wt％、防黄剂7.5wt％和余量的着色剂复配而成。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、按质量比1.5:5.8，将二元异氰酸酯和端羟基聚酯加入到反应罐中，在90℃的温度下，反应1.8h，边反应边以250r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物A；
S2、按质量比1:2，将步骤S1中所得的预聚物A加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入预聚物A总量的0.18倍的扩链剂进行反应，反应完成得反应液B；
S3、按质量比1:12，将交联剂加入到步骤S2中所得的反应液B中进行搅拌反应，反应完成得成纤聚合物C；
S4、将所述重量百分比的抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和着色剂共同加入到研磨机中，充分研磨1.5h后，加入到步骤S3中所得的成纤聚合物C中，以1500r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝即得高回弹氨纶纤维。
实施例三
本发明提出的一种高回弹氨纶纤维，包括以下重量百分比的原料：添加剂2％、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由2,6-甲苯二异氰酸酯和端羟基聚酯聚合形成预聚物后，将预聚物加入到二甲基乙酰胺中溶解，然后加扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂8wt％、抗氧化剂6wt％、润滑剂5wt％、抗菌剂10wt％、阻燃剂10wt％、消光剂5wt％、防黄剂6wt％和余量的着色剂复配而成。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、按质量比1:4.5，将2,6-甲苯二异氰酸酯和端羟基聚酯加入到反应罐中，在80℃的温度下，反应1.5h，边反应边以220r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物A；
S2、按质量比1:1.7，将步骤S1中所得的预聚物A加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入预聚物A总量的0.1倍的扩链剂进行反应，反应完成得反应液B；
S3、按质量比1:10，将交联剂加入到步骤S2中所得的反应液B中进行搅拌反应，反应完成得成纤聚合物C；
S4、将所述重量百分比的抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和着色剂共同加入到研磨机中，充分研磨1h后，加入到步骤S3中所得的成纤聚合物C中，以1200r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝即得高回弹氨纶纤维。
在纤维纤度均为40D的条件下，分别测试本发明实施例一～三中制备的高回弹氨纶纤维的综合性能，并与市售的氨纶纤维(作对比例)的综合性能进行比较，得出如下结果：
实施例 一 二 三 对比例
1h回弹率(％) 99.4 99.7 99.5 96.9
10h回弹率(％) 99.1 99.5 99.3 94.3
断裂负荷(cN) 62.3 64.7 63.5 46.8
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：添加剂2～8%、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合形成预聚物后，将预聚物加入到二甲基乙酰胺中溶解，然后加扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂8～18wt%、抗氧化剂6～12wt%、润滑剂5～10wt%、抗菌剂10～15wt%、阻燃剂10～20wt%、消光剂5～12wt%、防黄剂6～9wt%和余量的着色剂复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：添加剂3～7%、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合后，经扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂10～16wt%、抗氧化剂8～10wt%、润滑剂6～9wt%、抗菌剂11～14wt%、阻燃剂12～18wt%、消光剂6～10wt%、防黄剂7～8wt%和余量的着色剂复配而成。
3.根据权利要求1所述的一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：添加剂5%、余量为成纤聚合物；所述成纤聚合物由有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯聚合后，经扩链剂、交联剂反应制得；所述添加剂由抗紫外剂14wt%、抗氧化剂9wt%、润滑剂8wt%、抗菌剂12wt%、阻燃剂16wt%、消光剂8wt%、防黄剂7.5wt%和余量的着色剂复配而成。
4.根据权利要求1所述的一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，所述有机多元异氰酸酯为二元异氰酸酯、三元异氰酸酯和聚合型异氰酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，所述有机多元异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种高回弹氨纶纤维，其特征在于，所述端羟基聚酯为相对分子质量为1000～3000的液态低聚物。
7.一种高回弹氨纶纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按质量比1～2:4.5～7.2，将有机多元异氰酸酯和端羟基聚酯加入到反应罐中，在80～100℃的温度下，反应1.5～2.2h，边反应边以220～280r/min的转速进行混合，反应完成的预聚物A；
S2、按质量比1:1.7～2.2，将步骤S1中所得的预聚物A加入到二甲基乙酰胺中，保持步骤S1中的转速不变，搅拌至完全溶解后，边搅拌边加入预聚物A总量的0.1～0.25倍的扩链剂进行反应，反应完成得反应液B；
S3、按质量比1:10～15，将交联剂加入到步骤S2中所得的反应液B中进行搅拌反应，反应完成得成纤聚合物C；
S4、将所述重量百分比的抗紫外剂、抗氧化剂、润滑剂、抗菌剂、消光剂、防黄剂和着色剂共同加入到研磨机中，充分研磨1～2h后，加入到步骤S3中所得的成纤聚合物C中，以1200～1800r/min的转速，搅拌混合均匀后，经喷丝板挤压在甬道内干法纺丝即得高回弹氨纶纤维。
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