CN108264627A - 一种低熔点氨纶切片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低熔点氨纶切片，包括以下重量份原料组分：分子量2000‑3000的含有侧甲基的聚酯二元醇25‑55份；分子量1000‑2000的共聚醚二元醇15‑45份；二异氰酸酯15‑45份；扩链剂5‑15份，所述扩链剂为分子量80‑140的二元醇；抗氧剂0.1‑1.0份；润滑剂0.1‑1.0份；占其它原料总重0.01‑0.1％的催化剂。本发明通过控制聚酯多元醇的分子量、种类，调节软段相的聚集态结构来控制氨纶切片的熔点；通过控制扩链剂的种类，调节硬段相的聚集态结构来控制氨纶切片的高回弹性。在各原料物质的综合作用下，使制备的氨纶切片的DSC熔点降低至130℃以下，保证使用此种氨纶切片制备的氨纶丝可以在低温下热定型，和其他热敏性纤维如锦纶、真丝、羊毛、丙纶、人造丝、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维混织，以制备高档衣物等。

Description

一种低熔点氨纶切片
技术领域
本发明涉及热塑性聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种低熔点氨纶切片。
背景技术
氨纶纤维，简称氨纶，是一种具备高回弹性的纤维，广泛应用于短裤、衬衫、女式贴身背心、内裤、身衣、连裤袜、底布素腰、胸罩、短袜等内衣的衣料；泳装、运动服、紧身连衣裤、滑雪服、各种竞技用运动服；手套、帽子、围巾等配饰；睡衣裤、睡袍等睡衣；T恤、夹克、毛衫、背心、裤子、裙子、针织衫、大衣、套头衫等外衣；尿布、绷带、支架、面具、汽车内饰、网、胶带等非衣料领域，素有纺织业“味精”，“无氨不成布”的美誉。
目前，氨纶的制备方法主要有两种，即干法纺丝法和熔融纺丝法。相对于干法纺丝，熔融纺丝法直接使用氨纶切片熔融挤出，不引入二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等有毒溶剂，既不污染环境，又具备使用安全性，是氨纶制备的主要发展方向。
氨纶一般与锦纶、真丝、羊毛、丙纶、人造丝、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维等混织进行使用。为防止混织物边缘处脱线，普遍需要对其进行包边处理。这种包边处理不仅花费工时，包边产生的局部厚度差也影响了使用这种混织物所制备衣服的美观度和穿着舒适感。一种有效的处理措施是直接对其进行热定型。
而锦纶、真丝、羊毛、丙纶、人造丝、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维等普遍是热敏性纤维，如果高温定性会发生降解。因此市场上需要一种能在较低的温度下进行热定形氨纶纤维，即低熔点氨纶纤维，从而可避免高温热定形时热敏性纤维的热降解，同时改善织物手感。
目前，低温热定型性氨纶纤维主要是由干法纺丝制备，如CN103255500A，CN02808480.2，CN101484620，CN101495683等，却鲜有报道经熔融纺丝法制备的低温热定型的氨纶纤维。
因此制备一种适用于熔融纺丝的低熔点氨纶切片，势在必行，并且具有非常高的经济价值。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种低熔点氨纶切片，该低熔点氨纶切片的DSC熔点可以低于130℃，使用此氨纶切片熔融纺制的纤维丝可以在低温下定型，降低所制备衣服的成本的同时，提高美观度和穿着舒适感，具备很高的经济价值。
为实现上述目的，本发明提供了一种低熔点氨纶切片，包括以下重量份原料组分：
分子量2000-3000的含有侧甲基的聚酯二元醇25-55份；
分子量1000-2000的共聚醚二元醇15-45份；
二异氰酸酯15-45份；
扩链剂5-15份，所述扩链剂为分子量80-140的二元醇；
抗氧剂0.1-1.0份，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；
润滑剂0.1-1.0份，所述润滑剂为硬脂酸盐类、硬脂酸酰胺类、蒙胆蜡类、硬脂酸酯类、油酸酰胺类、环形对苯二甲酸丁二醇酯类润滑剂中的至少两种；
还包括占其它原料总重0.01-0.1％的催化剂，所述催化剂为有机锡类催化剂中的一种。
氨纶切片是热塑性聚氨酯的一种。热塑性聚氨酯一般是由大分子多元醇，异氰酸酯和小分子扩链剂反应制备得到。大分子多元醇玻璃化温度低，成柔性，为软链段；异氰酸酯和小分子扩链剂形成的链段成刚性，玻璃化温度高，易结晶，为硬段；软段和硬段在热力学上不相容，分别聚集在一起，造成热塑性聚氨酯聚集态中的微相分离状态。本发明的低熔点氨纶切片，通过控制聚酯多元醇的分子量、种类，调节软段相的聚集态结构来控制氨纶切片的熔点，通过控制扩链剂的种类，调节硬段相的聚集态结构来控制氨纶切片的高回弹性，再匹配高稳定性润滑剂来改善加工性，再匹配高活性抗氧剂体系，来提高材料的耐久性和耐氯性。在各原料物质的综合作用下，使制备的氨纶切片的DSC熔点降低至130℃以下，保证使用此种氨纶切片制备的氨纶丝可以在低温下热定型，和其他热敏性纤维如锦纶、真丝、羊毛、丙纶、人造丝、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维混织，以制备高档衣物等。
作为对上述技术方案的限定，所述含有侧甲基的聚酯二元醇为聚己二酸-1，2-丙二醇酯多元醇、聚己二酸-3-甲基-1，4-丁二醇酯多元醇、聚己二酸-3-甲基-1，5-戊二醇酯多元醇中的一种。
作为对上述技术方案的限定，所述的共聚醚二元醇聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚二元醇、聚四氢呋喃环氧丙烷共聚醚二元醇中的一种。
作为对上述技术方案的限定，所述二异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)中的一种。
作为对上述技术方案的限定，所述扩链剂为1，4-丁二醇、1，6-己二醇中的一种。
作为对上述技术方案的限定，所述抗氧剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)、2，6-对二叔丁基对甲酚(抗氧剂264)、二(十二烷基)-3，3′-硫代双丙酸酯(抗氧剂DLTP)、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(抗氧剂168)、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂THP-24)、亚磷酸三异癸基脂中的至少两种。
作为对上述技术方案的限定，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇四硬酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、蒙胆蜡E蜡、油酸酰胺、CBT100、CBT200中的至少两种。
作为对上述技术方案的限定，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡中的一种。
作为对上述方案的限定，其也可包含受阻胺类、二苯甲酮类、苯丙三唑类光稳剂中的一种或几种，如双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(HA--10)、聚丁二酸(4-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(BW-10LD)、[[3，5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯(UV-144)、2-羟基-4′-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-二(1-甲基-1-苯乙基)-苯酚(UV234)。
作为对上述方案的限定，其也可包含如抗静电剂、抗水解剂、消光剂、着色剂、阻燃剂、抗菌剂、加工助剂等其他助剂。
作为对上述技术方案的限定，可以使用已知的双螺杆反应挤出法制备本发明的氨纶切片。
综上所述，通过控制聚酯多元醇的分子量、种类，调节软段相的聚集态结构来控制氨纶切片的熔点；通过控制扩链剂的种类，调节硬段相的聚集态结构来控制氨纶切片的高回弹性；匹配高稳定性润滑剂来改善氨纶切片的加工性；再匹配高活性抗氧剂体系，来提高氨纶切片的耐久性和耐氯性。在各原料物质的综合作用下，使制备的氨纶切片的DSC熔点降低至130℃以下，保证使用此种氨纶切片制备的氨纶丝可以在低温下热定型，和其他热敏性纤维如锦纶、真丝、羊毛、丙纶、人造丝、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维混织，以制备高档衣物等。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例涉用于低熔点氨纶切片。
分子量2000-3000的含有侧甲基的聚酯二元醇25-55份；
分子量1000-2000的共聚醚二元醇15-45份；
二异氰酸酯15-45份；
扩链剂5-15份，所述扩链剂为分子量80-140的二元醇；
抗氧剂0.1-1.0份，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；
润滑剂0.1-1.0份，所述润滑剂为硬脂酸盐类、硬脂酸酰胺类、蒙胆蜡类、硬脂酸酯类、油酸酰胺类、环形对苯二甲酸丁二醇酯类润滑剂中的至少两种；
还包括占其它原料总重0.01-0.1％的催化剂，所述催化剂为有机锡类催化剂中的一种。
将各原料按表1配比，注入长径比为60的双螺杆挤出机中，使原料在250℃下反应制得氨纶切片，之后纺制成40旦的长丝。
表1
表1中对比例表示一般熔纺氨纶制备。
本实施例涉及本发明的热塑性聚氨酯材料的性能验证。
单丝弹性回复率的测定：
将长度为50mm的样品使用拉伸试验机沿长度方向以500％/min的速率下将其拉伸至300％，然后立刻将其在相同速率下松弛，取拉伸过程中150％的牵引应力σ1和松弛过程中150％的牵引应力σ2，并用下式进行计算：
弹性回复(％)＝(σ2/σ1)*100
单丝热定型率的测定：
将初始长度L1为20mm的样品，拉伸至100％后立刻放入温度为125±2℃的烘箱中，恒温10min，然后立刻取出，解除拉伸应力，放置在温度为23±2℃的恒温室中冷却8h后，测定样品的长度L2。
热定型(％)＝{(L2-L1)/L1}*100
DSC测试时，升降温速率为10℃/min；
水解保持率：
定义按GB/T 1040.1测试得到的产品的拉伸强度为S1，将符合GB/T1040.1的标准样条至于温度为70℃的水中保持4周后取出，恒温室放置24h后测其拉升性能S2。
水解保持率(％)＝S2/S1*100
其他性能按国标要求测试；
检测结果如表2所示：
表2
表2中对比例表示一般熔纺氨纶性能系数。
使用本发明的氨纶切片制备的氨纶丝的DSC熔点普遍低于130℃，相比常规氨纶切片制备的氨纶丝具有更高的热定型效率，以及更好的水解保持率。与干纺制备的氨纶丝相比，热定型效率要更高。
综上所述，本发明的氨纶切片具备低熔点的特性，相比常规氨纶切片以及干纺制备的氨纶丝，在较低的温度下具备更高的热定型效率，可以与聚酯纤维，丝绸等需要在低温下定型的纤维丝混纺，制备高档衣料。

Claims (8)

1.一种低熔点氨纶切片，其特征在于包括以下重量份原料组分：
分子量2000-3000的含有侧甲基的聚酯二元醇25-55份；
分子量1000-2000的共聚醚二元醇15-45份；
二异氰酸酯15-45份；
扩链剂5-15份，所述扩链剂为分子量80-140的二元醇；
抗氧剂0.1-1.0份，所述抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、硫代酯类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；
润滑剂0.1-1.0份；
还包括占其它原料总重0.01-0.1％的催化剂，所述催化剂为有机锡类催化剂中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述含有侧甲基的聚酯二元醇为聚己二酸-1，2-丙二醇酯多元醇、聚己二酸-3-甲基-1，4-丁二醇酯多元醇、聚己二酸-3-甲基-1，5-戊二醇酯多元醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述的共聚醚二元醇聚四氢呋喃环氧乙烷共聚醚二元醇、聚四氢呋喃环氧丙烷共聚醚二元醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述二异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述扩链剂为1，4-丁二醇、1，6-己二醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂DLTP、抗氧剂168、抗氧剂THP-24、亚磷酸三异癸基脂中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇四硬酸酯、乙撑双硬脂酸酰胺、蒙胆蜡E蜡、油酸酰胺、CBT100、CBT200中的至少两种。
8.根据权利要求1所述的一种低熔点氨纶切片，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡中的一种。
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