CN111088549B - 一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,以多元胺和多元酸作为反应物进行聚合反应,同时添加了催化剂和改性剂等助剂进一步反应而成;多元胺上选择了癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)‑(‑)‑N‑(对甲基苯磺酰基)‑1,2‑二苯基乙二胺的混合物;多元酸上选择了癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物;催化剂上选择了双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N‑二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物;改性剂上选择了为3,5‑二氨基‑1,2,4‑三氮唑、双环(2.2.2)辛‑5‑烯‑2,3‑二羧酸酐和2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]‑1,1,1,3,3,3‑六氟丙烷的混合物。锦纶热熔丝不但具有较低的熔点,而且具有较大的纤维强力和伸长率,还具有较强的抗紫外线性能和较好的色牢度,完全能够用于制备飞织鞋面。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域,更具体的说是涉及一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝。
背景技术
热熔丝分为涤纶热熔丝和锦纶热熔丝两大类,又可分为全熔和半熔两种类型。目前市面上热熔丝的熔点一般在85-180℃之间;在应用时,将其它纤维与热熔丝混织,然后在干热/湿热状态下,对织物施加压力。当温度高于热熔丝熔点时,热熔丝逐渐熔融。而其它纤维保持不变,从而被热熔丝粘合在一起。因此,采用热熔丝可替代其他化学溶剂型粘合剂,避免了有机挥发物的污染,具有环保绿色的优点。同时,热熔丝的采用可简化工艺流程,降低下游行业的生产成本。热熔丝赋予了织物优秀的热粘合性能,稳定的可加工性以及优异的整体效果。因此,热熔丝的出现和应用重新定义了产品的性质和界限,积极带动了新产品的开发,为创新创业提供了强有力支持,为传统行业带来了新的经济增长点。
目前,飞织面料是热熔丝最主要的应用领域之一。飞织鞋面一体成型,省去了传统制鞋的剪裁、缝纫等流程,减少了鞋面废料;飞织鞋面的定型温度也较低,相较于传统的高温高压定型,极大节省了能源成本。飞织面料的出现标志着鞋面用料的重要变革,同时也为低碳生活做出了贡献。与传统制鞋行业相比,飞织技术在原材料的使用、鞋面的制造及成型等流程均实现了低碳节能。现在用于飞织鞋面上的热熔丝主要为涤纶热熔丝,与涤纶热熔丝相比,应用在针织鞋面中的锦纶热熔丝,能够使鞋面弹性更好、伸缩感更强,其未来应用潜力不可估量;目前市场上用于制备飞织鞋面的锦纶热熔丝其熔点大多在130-160℃之间,该熔点依然相对较高,从而导致了制备飞织鞋面的成本相对较高,工艺更加复杂。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,该热熔丝的较低,制备飞织鞋面的成本更低。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺90-110份;
多元酸90-110份;
催化剂1-3份;
改性剂10-20份;
颜料10-15份;
消泡剂5-10份;
分散剂4-6份;
防老剂3-5份;
稳定剂2-4份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1。
作为本发明的进一步改进,所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
作为本发明的进一步改进,所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
作为本发明的进一步改进,所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
作为本发明的进一步改进,所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
作为本发明的进一步改进,所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
作为本发明的进一步改进,所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为有机颜料或无机颜料。
作为本发明的进一步改进,所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度190-220℃,反应压力0.15-0.25MPa,反应时间为4-6h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度240-260℃,反应时间为6-10h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度280-300℃,反应压力0.25-0.35MPa,反应时间为4-6h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至60-80℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于60-80℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
作为本发明的进一步改进,一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
作为本发明的进一步改进,所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
本发明的有益效果:通过以多元胺和多元酸作为反应物进行聚合反应,同时添加了催化剂,改性剂和消泡剂等助剂进一步反应而成。作为本发明的创造性之一,在多元胺上选择了癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物;多元酸上选择了癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物;通过癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺这三种多元胺和癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸这三种多元酸之间发生的聚合反应,大大提高了聚合程度和聚合质量,能够形成更加致密的链段,最终使得热熔丝具有较大的纤维强力和伸长率,能够满足用于制备飞织鞋面的要求;其熔点均在110℃以下,符合市场对热熔丝的要求,并且相较于市面上的锦纶热熔丝,本发明制得的锦纶热熔丝具有更低的熔点,使其具有更广泛的应用范围,制备飞织鞋面成本更低,工艺更加简单。
在催化剂上选择了双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其中双(五甲基环戊二烯)二氯化锆是一种茂金属催化剂,能够有效缩短反应时间,在N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐能够对双(五甲基环戊二烯)二氯化锆起到活化作用,提高催化作用,从而进一步缩短了聚合时间,大大降低了成本,节约了资源。
并且,为了进一步提高本发明锦纶热熔丝的力学性能,本发明中加入了改性剂,在改性剂上选择了为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,这三种物质中均含有氨基或者羧基,能够与多元酸或者多元胺发生聚合反应,起到进一步扩链的作用,使得链段更加致密,刚性,从而进一步提高热熔丝的纤维强力和伸长率;此外由于这三种物质中含有苯基,氟基等基团,这些基团能够提高热熔丝的抗紫外线性能。
本发明中选择了聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物作为消泡剂,在这两种物质的协同作用下,能够很好得解决起泡问题,降低了传质传热阻力,从而提高反应速率,产品质量的稳定性,间接提高了产品竞争力。
本发明在体系中加入了防老剂和稳定剂,其中防老剂为为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,在这种两种物质的共同作用下,能够大大提高锦纶热熔丝的抗紫外性能;而稳定剂选择了2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,在这三种物质的协同作用下,能够大大提高热熔丝的色牢度,在干摩擦,湿摩擦,汗渍,水渍等外部因素下,都不容易发生退色,能够满足实际应用的需求。
本发明制得的锦纶热熔丝不但具有较低的熔点,而且具有较大的纤维强力和伸长率,还具有较强的抗紫外线性能和较好的色牢度,完全能够用于制备飞织鞋面。
具体实施方式
实施例1
一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺100份;
多元酸100份;
催化剂2份;
改性剂15份;
颜料12份;
消泡剂8份;
分散剂5份;
防老剂4份;
稳定剂3份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1。
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为无机颜料钴蓝;
所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度200℃,反应压力0.20MPa,反应时间为5h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度250℃,反应时间为8h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度290℃,反应压力0.30Pa,反应时间为5h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至70℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于70℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
实施例2
一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺110份;
多元酸90份;
催化剂2份;
改性剂15份;
颜料12份;
消泡剂8份;
分散剂5份;
防老剂4份;
稳定剂3份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1。
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为无机颜料钴蓝。
所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度200℃,反应压力0.20MPa,反应时间为5h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度255℃,反应时间为8h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度290℃,反应压力0.30MPa,反应时间为5h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至70℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于70℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
实施例3
一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺90份;
多元酸110份;
催化剂2份;
改性剂15份;
颜料12份;
消泡剂8份;
分散剂5份;
防老剂4份;
稳定剂3份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1。
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为无机颜料钴蓝。
所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度200℃,反应压力0.20MPa,反应时间为5h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度245℃,反应时间为8h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度290℃,反应压力0.30MPa,反应时间为5h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至70℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于70℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
对比例1
一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺100份;
多元酸100份;
催化剂2份;
改性剂15份;
颜料12份;
消泡剂8份;
分散剂5份;
防老剂4份;
稳定剂3份;
所述多元胺为癸二胺;
所述多元酸为癸二酸。
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为无机颜料钴蓝。
所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度200℃,反应压力0.20MPa,反应时间为5h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度250℃,反应时间为8h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度290℃,反应压力0.30Pa,反应时间为5h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至70℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于70℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
对比例2
一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,包括下列重量份物质组成:
多元胺100份;
多元酸100份;
催化剂2份;
颜料12份;
消泡剂8份;
分散剂5份;
防老剂4份;
稳定剂3份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1。
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1。
所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为无机颜料钴蓝。
所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度200℃,反应压力0.20MPa,反应时间为5h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物加入到第一聚合釜中,在常压下继续进行聚合反应,反应温度250℃,反应时间为8h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度290℃,反应压力0.30Pa,反应时间为5h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至70℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于70℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
对实施例1-3制得的试样进行熔点测试:
将试样在70℃的真空烘箱中干燥12h,然后放至在DSC的铝坩埚内,以N2作为保护气体,按照如下的程序进行扫描测试:(1)25℃,恒温1min;(2)25℃~250℃,升温速率5℃/min;(3)250℃,恒温2min;(4)250℃~25℃,降温速率5℃/min;(5)25℃,恒温1min;(6)25℃~250℃,升温速率5℃/min。
试样 | 熔点/℃ |
实施例1 | 108 |
实施例2 | 99 |
实施例3 | 103 |
由上表可知,本发明热熔丝的熔点均在110℃以下,符合市场对热熔丝的要求,并且相较于市面上的锦纶热熔丝,本发明制得的锦纶热熔丝具有更低的熔点,使其具有更广泛的应用范围,制备飞织鞋面成本更低,工艺更加简单。对实施例1-3和对比例1-2制得的试样用纤维强伸度仪进行力学性能测试;
试样 | 纤维强力cN/dtex | 伸长率/% |
实施例1 | 6.32 | 91.5 |
实施例2 | 6.15 | 90.2 |
实施例3 | 6.26 | 90.8 |
对比例1 | 2.78 | 48.7 |
对比例2 | 3.12 | 60.2 |
由上表可知,本发明制得的锦纶热熔丝具有较大的纤维强力和伸长率,能够满足用于制备飞织鞋面的要求,使得制成的飞织鞋面具有更好的弹性、更强的伸缩感。
对实施例1-3和对比例1-2制得的试样进行各项性能测试;
对试样进行抗紫外线性能和色牢度测试;(UPF:紫外线防护系数)
抗紫外线性能测试标准:GB/T 18830-2009;
耐摩擦色牢度测试标准:GB/T 3920-2008;
耐汗渍色牢度测试标准:GB/T 3922-2008;
耐水色牢度测试标准:GB/T 5713-1997;
耐洗色牢度测试标准:GB/T 3921-2008。
由上表可知,本发明制得的热熔丝具有较强的抗紫外性能和较大的色牢度,从而进一步说明了本发明制成的锦纶热熔丝能够用于制备飞织鞋面,使得飞织鞋面在紫外线长时间照射后,性能依然优异。
本发明的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,是以多元胺和多元酸作为反应物进行聚合反应,同时添加了催化剂,改性剂和消泡剂等助剂进一步反应而成。作为本发明的创造性之一,在多元胺上选择了癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物;多元酸上选择了癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物;之所以选择多种二元胺胺与多种二元酸之间发生聚合反应,而不是单纯的选择一种多元胺和一种多元酸进行反应,这是因为在研究过程中发现,单纯的一种胺和一种酸,例如癸二胺与癸二酸之间进行聚合反应,其聚合程度较低,没有形成较致密的链状结构,使得最终得到的热熔丝的力学性能也较差,无法满足用作飞织鞋面热熔丝的要求;本发明中通过癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺这三种多元胺和癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸这三种多元酸之间发生的聚合反应,大大提高了聚合程度和聚合质量,能够形成更加致密的链段,最终使得热熔丝具有较大的纤维强力和伸长率,能够满足用于制备飞织鞋面的要求。其熔点均在110℃以下,符合市场对热熔丝的要求,并且相较于市面上的锦纶热熔丝,本发明制得的锦纶热熔丝具有更低的熔点,使其具有更广泛的应用范围,制备飞织鞋面成本更低,工艺更加简单。
此外,在研究过程中还发现,在不加催化剂时,多元胺与多元酸的聚合时间过长,这需要消耗的大量的资源,成本过高,效率过低,无法满足实际生产的需求;作为本发明的创作性之一,在催化剂上选择了双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其中双(五甲基环戊二烯)二氯化锆是一种茂金属催化剂,能够有效缩短反应时间,在N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐能够对双(五甲基环戊二烯)二氯化锆起到活化作用,提高催化作用,从而进一步缩短了聚合时间,大大降低了成本,节约了资源。
并且,为了进一步提高本发明锦纶热熔丝的力学性能,本发明中加入了改性剂,在改性剂上选择了为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,这三种物质中均含有氨基或者羧基,能够与多元酸或者多元胺发生聚合反应,起到进一步扩链的作用,使得链段更加致密,刚性,从而进一步提高热熔丝的纤维强力和伸长率;此外由于这三种物质中含有苯基,氟基等基团,这些基团能够提高热熔丝的抗紫外线性能。
在研究过程中,还发现多元酸与多元胺的反应后期,反应体系中会出现大量的气泡,这些气泡对热熔丝的质量会产生较大的影响,为了解决起泡问题,本发明中选择了聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物作为消泡剂,在这两种物质的协同作用下,能够很好得解决起泡问题,降低了传质传热阻力,从而提高反应速率,产品质量的稳定性,间接提高了产品竞争力。
由于本发明制备的锦纶热熔丝主要用于制备飞织鞋面,因此需要具备较强的抗紫外线性能和较好的色牢度;因此,本发明在体系中加入了防老剂和稳定剂,其中防老剂为为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,在这种两种物质的共同作用下,能够大大提高锦纶热熔丝的抗紫外性能;而稳定剂选择了2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,在这三种物质的协同作用下,能够大大提高热熔丝的色牢度,在干摩擦,湿摩擦,汗渍,水渍等外部因素下,都不容易发生退色,能够满足实际应用的需求。
本发明制得的锦纶热熔丝不但具有较低的熔点,而且具有较大的纤维强力和伸长率,还具有较强的抗紫外线性能和较好的色牢度,完全能够用于制备飞织鞋面。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:包括下列重量份物质组成:
多元胺90-110份;
多元酸90-110份;
催化剂1-3份;
改性剂10-20份;
颜料10-15份;
消泡剂5-10份;
分散剂4-6份;
防老剂3-5份;
稳定剂2-4份;
所述多元胺为癸二胺、五乙烯六胺和(1R,2R)-(-)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺的混合物,其质量比为4:2:1;
所述多元酸为癸二酸、对苯二甲酸、十二烯基丁二酸的混合物,其质量比为2:1:1;
所述催化剂为双(五甲基环戊二烯)二氯化锆、N,N-二甲基苯铵四(五氟苯基)硼酸盐的混合物,其质量比为1:1;
所述改性剂为3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、双环(2.2.2)辛-5-烯-2,3-二羧酸酐和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷的混合物,其质量比为3:2:1。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述消泡剂为聚醚改性七甲基三硅氧烷、月桂醇硫酸酯铵盐的混合物;其质量比为1:1。
3.根据权利要求2所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述防老剂为2-氨基苯并三唑和2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑的混合物,其质量比为1:3。
4.根据权利要求3所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述稳定剂为2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯乙基)苯酚、2,5-二氨基-4-硝基-4’-二甲氨基二苯乙烯和聚丁二酸(4-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的混合物,其质量比为1:1:3。
5.根据权利要求4所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述分散剂为聚丙烯酰胺;所述颜料为有机颜料或无机颜料。
6.根据权利要求5所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述锦纶热熔丝的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将多元酸、多元胺和催化剂加入混合釜中,在氮气保护下进行混合反应,反应温度190-220℃,反应压力0.15-0.25MPa,反应时间为4-6h,反应结束后得到混合物;
步骤二:将混合物和改性剂加入第一聚合釜中,在常压下进行聚合反应,反应温度240-260℃,反应时间为6-10h,反应结束后得到聚酰胺低聚物;
步骤三:将聚酰胺低聚物和消泡剂加入第二聚合釜中,反应温度280-300℃,反应压力0.25-0.35MPa,反应时间为4-6h,反应结束后得到低熔点聚酰胺熔体;
步骤四:将所制低熔点聚酰胺熔体出料,经冷却、切粒得到低熔点聚酰胺粒子,并以2℃/min的升温速度升温至60-80℃干燥,使低熔点聚酰胺粒子含水量降至0.05wt%以下;
步骤五:将分散剂、防老剂、稳定剂、颜料和低熔点聚酰胺粒子在捏合机中混合均匀,然后放入螺杆挤出机熔融挤出造粒,切粒,然后于60-80℃下干燥,使含水量降至0.05wt%以下,得到低熔点改性聚酰胺母料;
步骤六:将低熔点改性聚酰胺母料放入螺杆挤出机熔融挤出,经过纺丝、冷却、牵伸定型,制得锦纶热熔丝,其中纺丝速率为1100m/min;牵伸倍率为3.8。
7.根据权利要求6所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述步骤五中螺杆挤出机的各段温度为一区120-130℃,二区130-140℃,三区140-160℃,四区160-180℃,五区180-190℃,六区190-200℃。
8.根据权利要求7所述的一种用于制备飞织鞋面的低熔点锦纶热熔丝,其特征在于:所述步骤六中螺杆挤出机的各段温度为一区130-140℃,二区140-150℃,三区150-170℃,四区170-190℃,五区190-200℃,六区200-210℃。
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