CN111118731B - 一种高含棉量高弹性布料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织技术领域，更具体地，本发明涉及一种高含棉量高弹性布料及其制备方法，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。本发明通过使用羧酸类物质、胺类物质和特定的聚醚多元醇制备得到聚氨基甲酸酯类纤维，与经过抗菌剂处理的天然纤维进行混纺，制备得到回弹性性能好、透气性较好的纺织面料，同时也使得纺织面料的耐磨性、拉伸性能得到了提高。

Description

一种高含棉量高弹性布料
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，更具体地，本发明涉及一种高含棉量高弹性布料。
背景技术
纯棉布料是指以棉花为原料而生产出的面料，具有较好的吸湿性、抗热性，且穿着舒适，不会发生静电，已广泛应用于人们的生活当中。氨纶是一种聚氨酯弹性纤维，被称为“面料味精”，是提升面料品质的关键因素之一。随着社会的不断进步，人们对纺织品的舒适性和健康性提出了新的要求，如透气性、轻薄、柔软等。
从衣着舒适、活动自如和人体曲线美等因素考虑，良好的弹性是面料制作必需要考虑的重要因素之一，目前现有的弹性面料大多采用化纤为原料。虽然化纤织物手感柔软、色泽多样、抗皱性好，但是穿着后感觉不舒适，弹性小，耐磨度不高，尤其当人体出汗时排汗困难，给人闷热不适的感觉即透气性差、易收缩，不符合现在人们对弹性面料服装的消费理念。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高含棉量高弹性布料，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。
作为本发明一种优选的技术方案，所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：(0.4～0.8)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯二醇、甘油聚氧乙烯醚、丙二醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述醇胺包含A组分和B组分；A组分选自N-丁基二乙醇胺、N-甲基单乙醇胺、N-乙基乙醇胺、乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-甲基-N-乙基乙醇胺、N-异丁基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、N-丁基二异丙基醇胺、N-叔丁基乙醇胺、N-(正丙基)二乙醇胺中的一种或多种组合；B组分选自三乙醇胺、二异丙醇胺、氨基乙基乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、二丁醇胺、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺中的一种或多种组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述醇胺A组分与B组分的摩尔比为1：(0.05～0.3)。
本发明的第二个方面提供了一种高含棉量高弹性布料的制备方法，至少包括以下步骤：
S1：将天然纤维浸渍于包括抗菌剂的水溶液中，之后烘干；
S2：将经步骤S1处理过的天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维进行混合，然后形成纤维混纺；
S3：对混合形成的纤维混纺利用梳理机进行梳理，由梳理机输出纤维网，然后经过输送辊将纤维网进入纤网夹持帘，在纤网夹持帘的控制下作与纤维网输出方向垂直的往复运动，纤维网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤维网；
S4：将纤维网进行预湿和水刺加固，利用高压水流穿过纤维网，使纤维网内部的纤维相互缠结，然后使纤维网进入定型辊中，对纤维网进行正反面的水刺成布，且水刺纹路为双S纹反向交叉加针孔纹；
S5：将水刺成布的布料，在输布辊的导入作用下进入烘干机内，对成型后的无纺布进行干燥，然后经过卷绕机的收卷，即得。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S1中抗菌剂选自季铵盐类化合物、酰基苯胺类化合物、咪唑类化合物、噻唑类化合物、异噻唑酮衍生物中的一种或多种组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述季铵盐类化合物选自选自烷氧基季铵盐化合物、烷基季铵盐化合物、有机硅季铵盐化合物、烷氧基硅烷季铵盐化合物中的一种或多种组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S1中抗菌剂结构式为：其中，n为2～4任意整数，R为碳数1～2的烷基，R1、R2、R3分别独自为碳数1～5的烷基，X为Cl、Br、I中的一种。
有益效果：本发明提供了一种高含棉量高弹性布料及其制备方法，通过使用羧酸类物质、胺类物质和特定的聚醚多元醇制备得到聚氨基甲酸酯类纤维，与经过抗菌剂处理的天然纤维进行混纺成布料，解决了纺织面料湿热天气下透气性差、易收缩等问题，带来了回弹性好、穿着舒适的纺织面料，同时也使得纺织面料的耐磨性、拉伸性能得到了提高。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高含棉量高弹性布料，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、胺类物质、醇胺和羧酸类物质。
<天然纤维>
本发明所述天然纤维是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维，是纺织工业的重要材料来源。
在一些实施方式中，所述天然纤维选自棉纤维、树棉纤维、竹纤维、麻纤维、蚕丝纤维的一种或多种组合
本发明对天然纤维购买厂家不作特别限制，在一种优选的实施方式中，所述天然纤维为棉纤维，购买自江苏省江阴市申利色纺有限公司。
在一种更优选的实施方式中，所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：(0.4～0.8)；更优选的，所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：0.6。
<聚氨基甲酸酯类纤维>
本发明所述聚氨基甲酸酯类纤维又称氨纶，具有类似橡胶丝的高弹性回复率和高断裂伸长，是一种以聚氨基甲酸酯为主成分的合成纤维。
所述聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。
(芳香异氰酸酯)
本发明所述芳香异氰酸酯是分子结构中含有苯环的二异氰酸酯，包括但不限于：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、1,4-环己烷二甲基二异氰酸酯、亚甲基二对苯基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯。
在一种实施方式中，所述芳香异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(CAS：584-84-9)和/或二苯基甲烷二异氰酸酯(CAS：101-68-8)。
在一种优选的实施方式中，所述芳香异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
(聚醚多元醇)
本发明所述聚醚多元醇是主链含有醚键(—R—O—R—)，端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物。
在一种实施方式中，所述聚醚多元醇的官能度为2～3；羟值为80～200mg KOH/g。
所述聚醚多元醇的羟基通过乙酰化法测定得到，具体方法如下：以减重法称取约1.5g聚醚多元醇两份(准确到小数点后第四位)，分别置于茄形瓶中，准确移入10mL新配置的乙酸化试剂，放两粒沸石，接上空气冷凝管，轻轻地摇动茄形瓶，使样品均匀地溶解在酰化剂中。接着，将茄形瓶置于115～120℃的油浴中，加热回流20min。取出茄形瓶，待混合物冷至室温后，先用10mL吡啶和20mL蒸馏水冲洗冷凝管的内壁，再用5mL水分别冲洗冷凝管下端磨口的外壁和茄形瓶磨口的内壁，再加入50mL 0.5N的NaOH溶液，充分摇动茄形瓶，使过量的乙醉迅速彻底水解。然后加入数滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至淡粉红色即为终点。同时做两份空白实验。羟基计算公式如下：
Figure GDA0002990252080000061
式中V1为两次空白消耗NaOH标准溶液的平均毫升数；V 2为样品消耗NaOH标准溶液的毫升数；N：NaOH标准溶液的浓度；W：KOH的克数；1：KOH的当量。
在一种优选的实施方式中，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯二醇、甘油聚氧乙烯醚、丙二醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组合。
本发明对聚醚多元醇购买厂家不作特别限制，在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇为甘油聚氧乙烯醚，购自南通市谦和化工有限公司，型号为HSH-310。
(醇胺)
本发明所述醇胺为具有羟基和氮原子的物质。
在一种实施方式中，所述醇胺包括A组分和B组分；A组分选自N-丁基二乙醇胺(CAS：102-79-4)、N-甲基单乙醇胺(CAS：109-83-1)、N-乙基乙醇胺(CAS：110-73-6)、乙醇胺(CAS：141-43-5)、N-叔丁基二乙醇胺(CAS：2160-93-2)、N-乙基二乙醇胺(CAS：139-87-7)、N-甲基-N-乙基乙醇胺(CAS：2893-43-8)、N-异丁基二乙醇胺(CAS：30769-76-7)、N-甲基二异丙醇胺(CAS：4402-30-6)、N-丁基二异丙基醇胺(CAS：4402-34-0)、N-叔丁基乙醇胺(CAS：4620-70-6)、N-(正丙基)二乙醇胺(CAS：6735-35-9)、1,4-丁醇胺(13325-10-5)中的一种或几种组合；B组分选自三乙醇胺(CAS：102-71-6)、二异丙醇胺(CAS：110-97-4)、氨基乙基乙醇胺(CAS：111-41-1)、二乙醇胺(CAS：111-42-2)、三异丙醇胺(CAS：122-20-3)、二丁醇胺(CAS：21838-75-5)、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺(CAS：4985-85-7)。
在一种优选的实施方式中，所述醇胺A组分为1,4-丁醇胺；所述B组分为三异丙醇胺。
在一种更优选的实施方式中，所述醇胺A组分与B组分的摩尔比为1：(0.05～0.3)；更优选的，所述醇胺A组分与B组分的摩尔比为1：0.17。
通过棉纤维以及氨纶制备高含棉量以及高弹性的材料，虽然氨纶的高弹性较好，但不同的制备原料所得产品的弹性与回弹性不同，质量较好的高弹性布料不仅需要拉伸性较好，也需要有较好的回弹性，否则产品的尺寸稳定性较差。本发明通过调控制备原料聚醚多元醇的官能度为2～3与羟值含量80～200mgKOH/g，选用甘油聚氧乙烯醚时，可以提高布料的拉伸率，可能由于通过控制分子中软段的链段长度，彼此之间互相缠绕，使布料受外界作用时，分子的运动自由度相对提高，从而提高了布料的拉伸率；且在实验过程中发现当同时控制醇胺的A组分和B组分即当使用醇胺A组分1,4-丁醇胺与B组分三异丙醇胺时，可以进一步提高布料的回弹性与力学强度，可能由于在结构中引入了物理交联点，其与聚醚多元醇共同作用，提高了布料拉伸状态下回复的动力，从而提高了回弹性。
此外，申请人也意外发现，制备过程中醇胺B组分三异丙醇胺含量不易太多，当其含量较多时，布料的拉伸率降低，可能由于当其含量较多时，体系三维结构中固定点较多，分子的运动自由度降低，所以影响布料的拉伸效果。
(羧酸类物质)
本发明所述羧酸类物质为具有脲基的羧酸类物质。
在一种实施方式中，所述羧酸类物质选自脲基琥珀酸(CAS：923-37-5)、3-羟基-2-脲基-丁酸(CAS：122331-32-2)、L-脲基丙氨酸(1483-07-4)中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述羧酸类物质为脲基琥珀酸。
(胺类物质)
本发明所述胺类物质为含有-NH 2、-N-、-NH-中的至少一种的物质，且本发明中的胺类物质不包含醇胺。
一种实施方式中，所述胺类物质包括二胺类物质。
所述二胺类物质是指氨分子中的两个氢原子被烃基取代后的衍生物。
在一种实施方式中，所述二胺类物质选自乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丁二胺、1，4-丁二胺、2，3-丁二胺、1，3-丁二胺、2-甲基-1，5-戊二胺、三亚乙基二胺中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述二胺类物质为乙二胺
在一种更优选的实施方式中，所述芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、二胺类物质与醇胺的重量比为1：(0.8～1.2)：(0.01～0.05)：(0.001～0.005)；更优选的，所述芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、二胺类物质与醇胺的重量比为1：1：0.03：0.003。
一种实施方式中，胺类物质还包括酰胺类物质。
所述酰胺类物质含有长碳链与-CONH 2-结构的化合物。
在一种实施方式中，所述酰胺类物质选自芥酸酰胺(CAS：112-84-5)、(Z)-11-二十烯酰胺(CAS：10436-08-5)、(9Z)-N-(1-甲基乙基)-9-十八碳烯酰胺(CAS：10574-01-3)、(9Z)-N-[3-(二甲基氨基)丙基]-9-十八碳烯酰胺(CAS：109-28-4)中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述酰胺类物质为芥酸酰胺。
在一种更优选的实施方式中，所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：(0.05～0.3)：(0.005～0.15)；更优选的，所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.17：0.07。
在制备过程中加入含有脲基的羧酸类物质可以进一步提高布料的回弹性，且在不改变拉伸性能的同时提高了布料的力学强度，可能由于在软段区域引入极性较大的小分子物质，形成化学、物理交联集中点，避免分子链段的分散，在拉伸过程，分子链在其共同作用下有足够的动力回收，且避免因为长时间的放置，分子链彼此舒展，从而保持较好的尺寸稳定性，而当羧酸类物质含量较多时，布料的拉伸率降低，可能由于体系三维结构中固定点较多，分子的运动自由度降低，所以影响布料的拉伸效果。
虽然加入羧酸类物质可以有效提高布料的回弹性，但其在湿热条件下的透气性下降，收缩率提高，可能由于引入的基团极易吸水，水分子彼此渗透，使得布料湿度整体提高，纤维膨胀，透气性变差，布料收缩；而当加入芥酸酰胺时，可以减弱收缩问题，且透气性提高，同时布料的回弹性与拉伸性没有明显变化，可能由于酰胺类物质与分子链作用，且长链彼此缠绕，提高了体系的分子密度，降低水分子的渗透，从而减弱了布料的膨胀程度，但是申请人也意外发现，芥酸酰胺的含量不易过高，否则，布料的回弹力提高，使得布料穿着舒适度下降，且布料弹性降低，可能由于其体系中分子交联点的分布发生变化，较多的化学连接点使得回弹力较大，而整体的分子间作用力降低，使得材料更多的发生塑性形变，降低回弹率。
本发明所述聚氨基甲酸酯类纤维的制备方法为：
(1)将33.76g的酰胺类物质(0.1mol)加入三口烧瓶中，加入10mL的丙酮作为溶剂，置于70℃的油浴中并通氮气，完全溶解后，加入0.13g引发剂偶氮二异丁腈，搅拌反应5h，将反应后的混合物旋转蒸发除去溶剂，然后在搅拌条件下加入100mL乙醇让生成物沉淀，回收干燥；
(2)将原料聚醚多元醇、羧酸类物质、步骤(1)的产物和芳香异氰酸酯混合于二甲基甲酰胺溶液中，在90℃反应100分钟，反应制备得到预聚物；
(3)将预聚物加入到含有二胺类物质和醇胺的7.0wt％二甲基甲酰胺溶液中，搅拌反应，得到聚氨酯溶液，然后在45℃下储存40小时，充分熟化后得到纺丝原液；
(4)在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得聚氨基甲酸酯类纤维。
本发明的第二个方面提供了一种高含棉量高弹性布料的制备方法，至少包括以下步骤：
S1：将天然纤维浸渍于包括抗菌剂的水溶液中，之后烘干；
S2：将经步骤S1处理过的天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维进行混合，然后形成纤维混纺；
S3：对混合形成的纤维混纺利用梳理机进行梳理，由梳理机输出纤维网，然后经过输送辊将纤维网进入纤网夹持帘，在纤网夹持帘的控制下作与纤维网输出方向垂直的往复运动，纤维网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤维网；
S4：将纤维网进行预湿和水刺加固，利用高压水流穿过纤维网，使纤维网内部的纤维相互缠结，然后使纤维网进入定型辊中，对纤维网进行正反面的水刺成布，且水刺纹路为双S纹反向交叉加针孔纹；
S5：将水刺成布的布料，在输布辊的导入作用下进入烘干机内，对成型后的无纺布进行干燥，然后经过卷绕机的收卷，即得。
在一种优选的实施方式中，所述一种高含棉量高弹性布料的制备方法，至少包括以下步骤：
S1：将天然纤维浸渍于包括抗菌剂的水溶液中，浸渍时间为5～10h，浸渍温度为25℃；浸泡后将纤维置于50～100℃下烘干；
S2：将经步骤S1处理过的天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维按比重进行混合，然后形成纤维混纺；
S3：对混合形成的纤维混纺利用梳理机进行梳理，由梳理机输出纤维网，然后经过输送辊将纤维网进入纤网夹持帘，在纤网夹持帘的控制下作与纤维网输出方向垂直的往复运动，纤维网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤维网；
S4：将纤维网进行预湿和水刺加固，利用高压水流穿过纤维网，使纤维网内部的纤维相互缠结，然后使纤维网进入定型辊中，对纤维网进行正反面的水刺成布，且水刺纹路为双S纹反向交叉加针孔纹，水刺成布的水刺针直径范围为70μm；
S5：将水刺成布的布料，在输布辊的导入作用下进入烘干机内，设置温度100℃对成型后的无纺布进行干燥，然后经过卷绕机的收卷，即得。
<抗菌剂>
本发明所述抗菌剂是指一类用来防治各类病源微生物的药剂。
在一些实施方式中，所述抗菌剂选自天然抗菌剂、无机抗菌剂、有机抗菌剂的一种或多种组合。
作为天然抗菌剂的实例，包括但不限于：甲壳素提取物、芥末提取物、蓖麻油提取物、山葵提取物。
作为无机抗菌剂的实例，包括但不限于：氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂。
作为有机抗菌剂的实例，包括但不限于：季铵盐类化合物、酰基苯胺类化合物、咪唑类化合物、噻唑类化合物、异噻唑酮衍生物。
在一种优选的实施方式中，所述季铵盐类化合物选自烷氧基季铵盐化合物、烷基季铵盐化合物、有机硅季铵盐化合物、烷氧基硅烷季铵盐化合物中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌剂为烷氧基硅烷季铵盐化合物。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌剂结构式为：
Figure GDA0002990252080000121
其中，n为2～4任意整数，R为碳数1～2的烷基，R1、R2、R3分别独自为碳数1～5的烷基，X为Cl、Br、I中的一种。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌剂选自三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵(CAS：35141-36-7)、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵(CAS：84901-27-9)、三乙基[3-(三乙氧基硅烷基)丙基](CAS：84901-28-0)氯化铵的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌剂为三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。
在一种更优选的实施方式中，所述抗菌剂与天然纤维的重量比为(0.001～0.01)：1。
本发明采用季铵盐类化合物提高布料的抗菌消炎效果，且为了避免季铵盐类化合物在布料表面溶出，使得抗菌效果不持久，采用烷氧基硅烷季铵盐化合物作为抗菌剂，使得抗菌剂可化学作用于布料纤维表面，但在实验过程中发现采用一般的烷氧基硅烷季铵盐化合物，如十四烷基二甲基(3-三甲氧基硅烷基丙基)氯化铵时，所得布料的透气性很差，而当采用三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵、3-三乙氧基硅基丙基三甲基氯化铵和/或三乙基[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]时，可以改善布料的透气性，可能是由于本发明所用的抗菌剂在实现与布料化学作用的同时，也可减少分子间的缠结，增加气体分子的流动通道，从而提高了布料的透气性；此外，在检验布料性能的时候，本发明申请人意外发现，布料的耐磨性也得到了提高，可能由于此类抗菌剂通过水解作用在纤维表面形成部分保护膜，阻隔了外界作用对布料结构的破坏，从而提高了布料的耐磨性能。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
本发明的实施例1提供一种高含棉量高弹性布料，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。
所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：0.6。
所述天然纤维为棉纤维。
所述所述芳香异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
所述聚醚多元醇为甘油聚氧乙烯醚，购自南通市谦和化工有限公司，型号为HSH-310。
所述醇胺包括A组分为1,4-丁醇胺和B组分为三异丙醇胺；A组分与B组分的摩尔比为1：0.05。
所述羧酸类物质为脲基琥珀酸。
所述胺类物质包括二胺类物质和酰胺类物质；二胺类物质为乙二胺，酰胺类物质为芥酸酰胺。
所述芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺与二胺类物质的重量比为1：1：0.03：0.003。
所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.05：0.005。
所述酰胺类物质的制备方法为：将33.76g的芥酸酰胺(0.1mol)加入三口烧瓶中，加入10mL的丙酮作为溶剂，置于70℃的油浴中并通氮气，完全溶解后，加入0.13g引发剂偶氮二异丁腈，搅拌反应5h，将反应后的混合物旋转蒸发除去溶剂，然后在搅拌条件下加入100mL乙醇让生成物沉淀，回收干燥，即得。
所述聚氨基甲酸酯类纤维的制备方法为：
(1)将33.76g的酰胺类物质(0.1mol)加入三口烧瓶中，加入10mL的丙酮作为溶剂，置于70℃的油浴中并通氮气，完全溶解后，加入0.13g引发剂偶氮二异丁腈，搅拌反应5h，将反应后的混合物旋转蒸发除去溶剂，然后在搅拌条件下加入100mL乙醇让生成物沉淀，回收干燥；
(2)将原料聚醚多元醇、羧酸类物质、步骤(1)的产物和芳香异氰酸酯混合于二甲基甲酰胺溶液中，在90℃反应100分钟，反应制备得到预聚物；
(3)将预聚物加入到含有二胺类物质和醇胺的7.0wt％二甲基甲酰胺溶液中，搅拌反应，得到聚氨酯溶液，然后在45℃下储存40小时，充分熟化后得到纺丝原液；
(4)在700米/分钟的纺丝速度下对纺丝原液进行干法纺丝，其中风量之间的比例：上进/上回/下回＝0.65/0.35/0.28，温度(℃)：上甬/中甬/下甬＝220/195/169，制得聚氨基甲酸酯类纤维。
所述高含棉量高弹性布料的制备方法，至少包括以下步骤：
S1：将天然纤维浸渍于包括抗菌剂的水溶液中，浸渍时间为8h，浸渍温度为25℃；浸泡后将纤维置于80℃下烘干；
S2：将经步骤S1处理过的天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维按比重进行混合，然后形成纤维混纺；
S3：对混合形成的纤维混纺利用梳理机进行梳理，由梳理机输出纤维网，然后经过输送辊将纤维网进入纤网夹持帘，在纤网夹持帘的控制下作与纤维网输出方向垂直的往复运动，纤维网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤维网；
S4：将纤维网进行预湿和水刺加固，利用高压水流穿过纤维网，使纤维网内部的纤维相互缠结，然后使纤维网进入定型辊中，对纤维网进行正反面的水刺成布，且水刺纹路为双S纹反向交叉加针孔纹，水刺成布的水刺针直径范围为70μm；
S5：将水刺成布的布料，在输布辊的导入作用下进入烘干机内，设置温度100℃对成型后的无纺布进行干燥，然后经过卷绕机的收卷，即得。
所述抗菌剂为三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。
所述抗菌剂与天然纤维的重量比为0.001：1。
实施例2
本发明的实施例2提供一种高含棉量高弹性布料，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。
所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：0.6。
所述天然纤维为棉纤维。
所述所述芳香异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
所述聚醚多元醇为甘油聚氧乙烯醚，购自南通市谦和化工有限公司，型号为HSH-310。
所述醇胺包括A组分为1,4-丁醇胺和B组分为三异丙醇胺；A组分与B组分的摩尔比为1：0.17。
所述羧酸类物质为脲基琥珀酸。
所述胺类物质包括二胺类物质为乙二胺和酰胺类物质由芥酸酰胺制备得到。
所述芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺与二胺类物质的重量比为1：1：0.03：0.003。
所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.17：0.07。
所述酰胺类物质的制备方法步骤同实施例1。
所述聚氨基甲酸酯类纤维的制备方法步骤同实施例1。
所述高含棉量高弹性布料的制备方法步骤同实施例1。
所述抗菌剂为三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。
所述抗菌剂与天然纤维的重量比为0.005：1。
实施例3
本发明的实施例3提供一种高含棉量高弹性布料，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质。
所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：0.6。
所述天然纤维为棉纤维。
所述所述芳香异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
所述聚醚多元醇为甘油聚氧乙烯醚，购自南通市谦和化工有限公司，型号为HSH-310。
所述醇胺包括A组分为1,4-丁醇胺和B组分为三异丙醇胺；A组分与B组分的摩尔比为1：0.3。
所述羧酸类物质为脲基琥珀酸。
所述胺类物质包括二胺类物质和酰胺类物质；二胺类物质为乙二胺，酰胺类物质为芥酸酰胺。
所述芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺与二胺类物质的重量比为1：1：0.03：0.003。
所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.3：0.15。
所述酰胺类物质的制备方法步骤同实施例1。
所述聚氨基甲酸酯类纤维的制备方法步骤同实施例1。
所述高含棉量高弹性布料的制备方法步骤同实施例1。
所述抗菌剂为三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵。
所述抗菌剂与天然纤维的重量比为0.01：1。
对比例1
对比例1与实施例2相比，将醇胺A组分与B组分的摩尔比为1：0.17改为1：1，其它所述与实施例2相同。
对比例2
对比例2与实施例2相比，无醇胺B组分，其它所述与实施例2相同。
对比例3
对比例3与实施例2相比，无醇胺A组分，其它所述与实施例2相同。
对比例4
对比例4与实施例2相比，无醇胺，其它所述与实施例2相同。
对比例5
对比例5与实施例2相比，将羟值为80～200mg KOH/g的聚醚多元醇替换为羟值为53～60mg KOH/g的聚醚多元醇，购自江苏省海安石油化工厂，型号为HSH-330，其它所述与实施例2相同。
对比例6
对比例6与实施例2相比，将聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.17：0.07改为1：1：0.07，其它所述与实施例2相同。
对比例7
对比例7与实施例2相比，无羧酸类物质，其它所述与实施例2相同。
对比例8
对比例8与实施例2相比，将羧酸类物质替换为丙酸，其它所述与实施例2相同。
对比例9
对比例9与实施例2相比，将聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：0.17：0.07改为1：0.17：1，其它所述与实施例2相同。
对比例10
对比例10与实施例2相比，无酰胺类物质，其它所述与实施例2相同。
对比例11
对比例11与实施例2相比，将酰胺类物质芥酸酰胺替换为N-己基丁酰胺，其它所述与实施例2相同。
对比例12
对比例12与实施例2相比，将抗菌剂与天然纤维的重量比为0.005：1改为1：1，其它所述与实施例2相同。
对比例13
对比例13与实施例2相比，无抗菌剂，其它所述与实施例2相同。
对比例14
对比例14与实施例2相比，将抗菌剂三甲氧基硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵替换为十四烷基二甲基(3-三甲氧基硅烷基丙基)氯化铵，其它所述与实施例2相同。
性能评价
1、弹性测试
采用HD026N型电子织物强力仪器，依据标准FZ/T7006-2004的有关规定对实施例1-3和对比例1-14制得的布料样品进行弹性回复测试。分别裁取尺寸为100mm×200mm的试样各5块，设定上下夹头间的距离为100mm，拉伸速度为100mm/min，预加张力为0.1N，采用两次反复拉伸，第一次拉伸完毕后停顿30s，第二次拉伸回复后停顿30s，牵拉负荷为断裂强力的50％，每种实验样品测试5次，记录弹性回复率，最后求平均值。
2、拉伸性能测试
采用YG026C型万能电子强力仪，依据标准GB/T3923.1—2013对实施例1-3和对比例1-14制得的布料样品进行拉伸性能测试。分别裁取尺寸为250mm×5mm的试样各5块，拉伸速度：100mm/min，夹持隔距：200mm。测试并记录断裂强度值和伸长率，最后求平均值。
3、透气性测试
采用YG461E透气性测试仪，依据标准GB/T5435-1997，对实施例1-3和对比例1-14制得的布料样品进行透气性能测试。试样的测试形状定为面积20cm 2的圆形，同样条件下、同一样品不同部位重复测量5次，测试压力：喷嘴压差的范围应在600Pa～3000Pa之间，试样压差：100Pa，测定干燥条件与湿热条件下布料的透气率即试样两面在规定的压差下，单位时间内，垂直流过试样单位面积的气流量(mm/s)，干燥条件环境为25℃，湿度为25％，湿热条件为35℃，湿度为65％。测试并记录透气率数据，求平均值。
4、沸水收缩率测试
依据标准GB/T 6505-2008，对实施例1-3和对比例1-14制得的布料样品进行沸水收缩率测试，重复测试3-6次，记录经沸水收缩处理前后长度的差值对处理前长度的百分率，取平均值。
5、耐磨性测试
用马丁代尔耐磨仪对经PrePU-EG体系单面处理的由实施例1-3和对比例12-14制得的布料进行耐磨性能测试分析。试样夹持器的质量为200g，法码的质量为395g。摩擦头的有效直径为38.0±0.5mm，磨料为标准羊毛磨料。测试前将样品在松弛状态下置于测试环境中18h以上。然后将3组50×50mm 2的纺织面料样品装入夹持器中，同时进行耐磨测试。在测试过程中每隔1000耐磨循环次数，暂停试验，将夹持器取下，用毛刷轻轻地清理试样和磨料表面的碎屑，然后再继续进行试验，直至试样出现明显的破洞为止，记录此时读数盘上的数值，取3组试样的平均值即为试样的耐磨循环次数。
表1实施例性能表征测试
Figure GDA0002990252080000221
表2对比例1-11性能表征测试
Figure GDA0002990252080000222
表3对比例12-14性能表征测试
Figure GDA0002990252080000223
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (8)

1.一种高含棉量高弹性布料，其特征在于，制备原料至少包括天然纤维和聚氨基甲酸酯类纤维；聚氨基甲酸酯类纤维的制备原料至少包括芳香异氰酸酯、聚醚多元醇、醇胺、羧酸类物质和胺类物质；
所述醇胺包括A组分和B组分；所述醇胺A组分为1,4-丁醇胺；所述B组分为三异丙醇胺；
所述醇胺A组分与B组分的摩尔比为1：(0.05～0.3)；
所述羧酸类物质为具有脲基的羧酸类物质；
所述胺类物质包括二胺类物质；
胺类物质还包括酰胺类物质；所述酰胺类物质为芥酸酰胺；
所述聚醚多元醇、羧酸类物质与芥酸酰胺的摩尔比为1：(0.05～0.3)：(0.005～0.15)。
2.根据权利要求1所述的一种高含棉量高弹性布料，其特征在于，所述天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维的重量比为1：(0.4～0.8)。
3.根据权利要求1所述的一种高含棉量高弹性布料，其特征在于，所述聚醚多元醇的官能度为2～3，羟值为80～200mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的一种高含棉量高弹性布料，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯二醇、甘油聚氧乙烯醚、丙二醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组合。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的高含棉量高弹性布料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
S1：将天然纤维浸渍于包括抗菌剂的水溶液中，之后烘干；
S2：将经步骤S1处理过的天然纤维与聚氨基甲酸酯类纤维进行混合，然后形成纤维混纺；
S3：对混合形成的纤维混纺利用梳理机进行梳理，由梳理机输出纤维网，然后经过输送辊将纤维网进入纤网夹持帘，在纤网夹持帘的控制下作与纤维网输出方向垂直的往复运动，纤维网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤维网；
S4：将纤维网进行预湿和水刺加固，利用高压水流穿过纤维网，使纤维网内部的纤维相互缠结，然后使纤维网进入定型辊中，对纤维网进行正反面的水刺成布，且水刺纹路为双S纹反向交叉加针孔纹；
S5：将水刺成布的布料，在输布辊的导入作用下进入烘干机内，对成型后的无纺布进行干燥，然后经过卷绕机的收卷，即得。
6.根据权利要求5所述的一种高含棉量高弹性布料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中抗菌剂选自季铵盐类化合物、酰基苯胺类化合物、咪唑类化合物、噻唑类化合物、异噻唑酮衍生物中的一种或多种组合。
7.根据权利要求6所述的一种高含棉量高弹性布料的制备方法，其特征在于，所述季铵盐类化合物选自烷氧基季铵盐化合物、烷基季铵盐化合物、有机硅季铵盐化合物、烷氧基硅烷季铵盐化合物中的一种或多种组合。
8.根据权利要求7所述的一种高含棉量高弹性布料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中抗菌剂结构式为：
Figure FDA0002990252070000021
其中，n为2～4任意整数，R为碳数1～2的烷基，R1、R2、R3分别独自为碳数1～5的烷基，X为Cl、Br、I中的一种。
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