CN111394848B - 一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纱线生产技术领域，具体涉及一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，所述芯材由18～75根长丝化学纤维组成，所述改性TPU复合材料的厚度为0.05～3mm；本发明中改性TPU复合材料受热时表现出超强的粘接性能，使得由此纱线织成的面料能跟许多材质的基材结合良好，加工工艺也简单，直接加热即可，避免了使用含有毒化学物质的胶黏剂的使用，这是环境友好、作业友好的表现之一；本发明将改性TPU复合材料包覆在长丝化学纤维外壁，使强力得到进一步提升，同时改性TPU复合材料的覆盖可以避免日常使用的刮擦磨损，从而更加耐用。

Description

一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线及其制备方法
技术领域
本发明涉及纱线生产技术领域，具体涉及一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线。
背景技术
传统纺织面料的原材料主要有棉、麻、毛、丝等天然纤维和涤纶、锦纶等化学纤维，一般由单一的一种原材料或者是几种原材料进行简单的物理混纺加工而成。所以传统面料的性能也因为原材料的局限很难有突破性的提升，在柔软、耐磨、张力、耐候、色牢度、耐脏污、塑形、加工等等方面不能得到良好的兼顾，植物纤维面料具有良好的皮肤亲和力，柔软度很好，但是不耐磨、强力不够等，化纤面料相对耐磨一些，但是柔软度等方面还是不够。
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是一种介于塑料和橡胶之间的高分子有机化合物，具有线性分子结构，分子链间却存在物理交联，可加热塑化。TPU材料具有如下突出优点：
1、极宽的弹性范围宽（60HA-80HD）；
2、超级耐低温，零下35度仍能很好的保持其物理性能比如弹性、柔软度；
3、加工性能突出，适用于挤出、延压、注塑等传统热塑性材料的生产工艺；
4、耐油；
5、耐水；
6、抗霉菌；
7、可再生利用；
TPU材料的应用目前已经渗入到经济生产的各行各业，从高强度的机械齿轮到柔软的文胸肩带，从汽车零配件到胶黏剂等等。目前急需一种耐油、耐水、耐腐蚀、抗菌的纱线。
发明内容
本发明针对背景技术所提出的问题设计了一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，所述芯材由18～75根长丝化学纤维组成，所述改性TPU复合材料的厚度为0.05～3mm；所述改性TPU复合材料由TPU复合材料经改性制得；所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 75-85份、纳米硅粉15-25份、耐水解剂5-8份、颜料5-10份、分散剂1-3份。
进一步地，所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 75份、纳米硅粉15份、耐水解剂5份、颜料5份、分散剂1份。
进一步地，所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 80份、纳米硅粉18份、耐水解剂7份、颜料8份、分散剂2份。
进一步地，所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 85份、纳米硅粉25份、耐水解剂8份、颜料10份、分散剂3份。
进一步地，所述TPU复合材料还包括以下重量份组份：三聚氰胺改性酚醛树脂15-25份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅5-10份、纳米碳化硅1-3份。
进一步地，所述纳米硅粉的粒径为200-300nm；所述纳米二氧化钛的粒径为80-120nm、纳米二氧化硅的粒径为100-150nm、纳米碳化硅的粒径为100-300nm。
所述改性TPU复合材料的制备过程为：
（1）等离子处理：先将垫纸平铺在低温等离子处理机内部，将30～50份TPU复合材料粉末倒入垫纸上，并将粉末的厚度摊平至2～2.5mm，再将等离子处理机内部抽至真空状态，再向其内部一定流速不间断的充入氧气，接着向电极施加90～220W的功率以产生等离子体，然后在该条件下处理4～6min；
（2）配置处理液：取出一支容器，并向容器内部均加入适量的无水乙醇，再向两支容器中加入丙烯酸羟丙酯，容器内部配制成10～15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液；
（3）接枝工艺：将二酚基丙烷环氧树脂以0.1～0.2mol/L的浓度溶解在10～15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液中，并且添加一定量的引发剂，再将经等离子体处理的TPU粉末浸入容器内部，接着将容器移至烘箱中在58～65℃下进行5～8h，然后将容器底部的沉淀用表面用无水乙醇冲洗30～60min，以除去未反应的单体和未接枝的聚合物，并在真空下干燥，即可得到所述改性TPU复合材料。
作为上述方案的进一步改进，所述改性TPU复合材料制备过程的步骤（1）中氧气的流速为12～20cm3/min。
作为上述方案的进一步改进，所述改性TPU复合材料制备过程的步骤（2）中引发剂与丙烯酸羟丙酯的浓度比为1:175～200,所述引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或两种以上混合。
作为上述方案的进一步改进，所述长丝化学纤维的材质为涤纶丝、锦纶丝、氨纶丝、黏胶丝中任意一种。
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中特殊线孔的形状为正五边形、正六边形、圆形、椭圆形中的任意一种。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤（1）～（3）全部用软件自动操作，包括喂入速度、时间、温度、长度参数的设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中改性TPU复合材料包含TPU、纳米硅粉、耐水解剂、颜料、分散剂、三聚氰胺改性酚醛树脂、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米碳化硅；其中，三聚氰胺改性酚醛树脂提高了TPU复合材料的耐高温性能，在较高温度压贴使用时，本申请的TPU复合材料也具有很好的流动性，形成平滑致密的固化层，板面不易出现针孔，耐污耐划性能好；
2、通过在TPU复合材料中引入纳米二氧化钛和纳米二氧化硅从而实现TPU复合材料自清洁的功能，从而实现纱线的抗菌效果；无需对纱线外表面进行定期清理，也能达到清洁的效果；同时，通过添加纳米级硅粉、二氧化硅、二氧化钛增加了TPU复合材料的流动性，还能够降低物质的表面张力；可以对各原料组分表面性质进行纳米化改性，使原料组分均匀的分散开；可以调整原料组分的运动性；
3、本发明中改性TPU复合材料是由丙烯酸羟丙酯和二酚基丙烷环氧树脂在TPU复合材料表面接枝改性而成，提高TPU复合材料的综合性能，其中丙烯酸羟丙酯可与TPU复合材料表面进行酯化反应和交联反应，合成不溶性树脂和提高粘接性；二酚基丙烷环氧树脂的分子中含有醚键、双键、酚基，其中醚键使分子链可以自由旋转，有利于提高材料改性后的韧性，双键可以使分子链与材料表面之间具有较高程度的交联度，酚基使得改性后的TPU复合材料具有更高的耐腐蚀性；
4、本发明中将改性TPU复合材料包覆在长丝化学纤维外壁，使强力得到进一步提升，同时改性TPU复合材料中包含的纳米碳化硅，使得纱线的日常使用的更加耐刮擦磨损，从而更加耐用。本发明中改性TPU复合材料受热时表现出超强的粘接性能，使得由此纱线织成的面料能跟许多材质的基材结合良好，加工工艺也简单，直接加热即可；避免了使用含有毒化学物质的胶黏剂的使用，这是环境友好、作业友好的表现之一。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明中试验检测的拉伸强度的数据统计直方图；
图3为本发明中试验检测的延展性的数据统计直方图。
其中，1-芯材，2-改性TPU复合材料。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，所述芯材由18～75根长丝化学纤维组成，所述改性TPU复合材料的厚度为0.05～3mm。所述改性TPU复合材料由TPU复合材料经改性制得；所述改性TPU复合材料由TPU复合材料经改性制得；所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 75-85份、纳米硅粉15-25份、耐水解剂5-8份、颜料5-10份、分散剂1-3份。所述TPU复合材料还包括以下重量份组份：三聚氰胺改性酚醛树脂15-25份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅5-10份、纳米碳化硅1-3份。所述纳米硅粉的粒径为200-300nm；所述纳米二氧化钛的粒径为80-120nm、纳米二氧化硅的粒径为100-150nm、纳米碳化硅的粒径为100-300nm。
实施例1
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，芯材由18根涤纶丝组成，改性TPU复合材料的厚度为0.05mm。包括以下重量份组份：TPU 75份、纳米硅粉15份、耐水解剂5份、颜料5份、分散剂1份、三聚氰胺改性酚醛树脂15份、纳米二氧化钛5份、纳米二氧化硅5份、纳米碳化硅1份。所述纳米硅粉的粒径为200nm；所述纳米二氧化钛的粒径为80nm、纳米二氧化硅的粒径为100nm、纳米碳化硅的粒径为100nm。
改性TPU复合材料的制备过程为：
（1）等离子处理：先将垫纸平铺在低温等离子处理机内部，将30份TPU复合材料粉末倒入垫纸上，并将粉末的厚度摊平至2mm，再将等离子处理机内部抽至真空状态，再向其内部一定流速不间断的充入氧气，氧气的流速为12cm3/min，接着向电极施加90W的功率以产生等离子体，然后在该条件下处理4min；
（2）配置处理液：取出一支容器，并向容器内部均加入适量的无水乙醇，再向两支容器中加入丙烯酸羟丙酯，容器内部配制成10%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液；
（3）接枝工艺：将二酚基丙烷环氧树脂以0.1mol/L的浓度溶解在12%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液中，并且添加一定量的引发剂，再将经等离子体处理的TPU粉末浸入容器内部，接着将容器移至烘箱中在58℃下进行5h，然后将容器底部的沉淀用表面用无水乙醇冲洗30min，以除去未反应的单体和未接枝的聚合物，并在真空下干燥，即可得到改性TPU复合材料。
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线，其中特殊线孔的外形为圆形；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
步骤（1）～（3）全部用软件自动操作，包括喂入速度、时间、温度、长度参数的设置，其中，喂入辊的喂入速度为60m/min，包覆纱机中高温段为150℃，中温段为120℃，低温段为90℃，时间为3h，长度为180m。
实施例2
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，芯材由30根涤纶丝组成，改性TPU复合材料的厚度为1mm。所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 80份、纳米硅粉18份、耐水解剂7份、颜料8份、分散剂2份、三聚氰胺改性酚醛树脂18份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅8份、纳米碳化硅2份；所述纳米硅粉的粒径为250nm；所述纳米二氧化钛的粒径为100nm、纳米二氧化硅的粒径为120nm、纳米碳化硅的粒径为200nm。
改性TPU复合材料的制备过程为：
（1）等离子处理：先将垫纸平铺在低温等离子处理机内部，将40份TPU复合材料粉末倒入垫纸上，并将粉末的厚度摊平至2.2mm，再将等离子处理机内部抽至真空状态，再向其内部一定流速不间断的充入氧气，氧气的流速为16cm3/min，接着向电极施加160W的功率以产生等离子体，然后在该条件下处理5min；
（2）配置处理液：取出一支容器，并向容器内部均加入适量的无水乙醇，再向两支容器中加入丙烯酸羟丙酯，容器内部配制成13%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液；
（3）接枝工艺：将二酚基丙烷环氧树脂以0.15mol/L的浓度溶解在12%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液中，并且添加一定量的引发剂，再将经等离子体处理的TPU粉末浸入容器内部，接着将容器移至烘箱中在62℃下进行7h，然后将容器底部的沉淀用表面用无水乙醇冲洗40min，以除去未反应的单体和未接枝的聚合物，并在真空下干燥，即可得到改性TPU复合材料。
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线，其中特殊线孔的外形为圆形；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
步骤（1）～（3）全部用软件自动操作，包括喂入速度、时间、温度、长度参数的设置，喂入辊的喂入速度为150m/min，包覆纱机中高温段为165℃，中温段为130℃，低温段为105℃，时间为2h，长度为100m。
实施例3
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，芯材由75根涤纶丝组成，改性TPU复合材料的厚度为3mm。所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 85份、纳米硅粉25份、耐水解剂8份、颜料10份、分散剂3份、三聚氰胺改性酚醛树脂25份、纳米二氧化钛8份、纳米二氧化硅10份、纳米碳化硅3份；所述纳米硅粉的粒径为300nm；所述纳米二氧化钛的粒径为120nm、纳米二氧化硅的粒径为150nm、纳米碳化硅的粒径为300nm。
改性TPU复合材料的制备过程为：
（1）等离子处理：先将垫纸平铺在低温等离子处理机内部，将50份TPU复合材料粉末倒入垫纸上，并将粉末的厚度摊平至2.5mm，再将等离子处理机内部抽至真空状态，再向其内部一定流速不间断的充入氧气，氧气的流速为20cm3/min，接着向电极施加220W的功率以产生等离子体，然后在该条件下处理6min；
（2）配置处理液：取出一支容器，并向容器内部均加入适量的无水乙醇，再向两支容器中加入丙烯酸羟丙酯，容器内部配制成15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液；
（3）接枝工艺：将二酚基丙烷环氧树脂以0.2mol/L的浓度溶解在15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液中，并且添加一定量的引发剂，再将经等离子体处理的TPU粉末浸入容器内部，接着将容器移至烘箱中在62℃下进行7h，然后将容器底部的沉淀用表面用无水乙醇冲洗50min，以除去未反应的单体和未接枝的聚合物，并在真空下干燥，即可得到改性TPU复合材料。
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线，其中特殊线孔的外形为正五边形、正六边形、圆形、椭圆形；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
步骤（1）～（3）全部用软件自动操作，包括喂入速度、时间、温度、长度参数的设置，喂入辊的喂入速度为300m/min，包覆纱机中高温段为175℃，中温段为140℃，低温段为120℃，时间为1h，长度为55m。
对比例1
与实施例2对比，所述TPU复合材料未经改性，即：
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层未改性TPU复合材料，芯材由30根涤纶丝组成， TPU复合材料的厚度为1mm。所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 80份、纳米硅粉18份、耐水解剂7份、颜料8份、分散剂2份、三聚氰胺改性酚醛树脂18份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅8份、纳米碳化硅2份；所述纳米硅粉的粒径为250nm；所述纳米二氧化钛的粒径为100nm、纳米二氧化硅的粒径为120nm、纳米碳化硅的粒径为200nm。
一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线，其中特殊线孔的外形为圆形；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
步骤（1）～（3）全部用软件自动操作，包括喂入速度、时间、温度、长度参数的设置，其中，喂入辊的喂入速度为150m/min，包覆纱机中高温段为165℃，中温段为130℃，低温段为105℃，时间为2h，长度为100m
对比例2
与实施例2对比，区别仅仅在于，TPU复合材料中不包含三聚氰胺改性酚醛树脂；
对比例3：与实施例2对比，区别仅仅在于，所用二氧化钛、二氧化硅、碳化硅均为非纳米级别；
表1是对实施例1-3及对比例1-3纱线的外表面进行的耐力测试：
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
耐水性（浸入40℃水中5天） 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落
耐酸性（H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>，0.1mol/L，5天） 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落 轻微起泡，局部脱落 轻微起泡，未见明显脱落 不起泡不脱落
耐碱性（NaOH，0.1mol/L，5天） 不起泡不脱落 不起泡不脱落 不起泡不脱落 轻微起泡，局部脱落 轻微起泡，未见明显脱落 不起泡不脱落
耐NO<sub>2</sub>气体测试（pH为4的环境中，放置5小时） 纱线表面未发生明显变化 纱线表面未发生明显变化 纱线表面未发生明显变化 纱线表面略微黄化 纱线表面未发生明显变化 纱线表面未发生明显变化
表2是对实施例1-3及对比例1-3纱线的外表面进行的抗菌（肺炎克雷伯氏菌ATCC4352）能力测试：
表2
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
作用时间 24h 24h 24h 24h 24h 24h
试样“0”接触时间的菌落数（cfu/片） 9.1*10<sup>5</sup> 8.2*10<sup>5</sup> 8.5*10<sup>5</sup> 4.2*10<sup>7</sup> 9.8*10<sup>5</sup> 2.2*10<sup>7</sup>
定期培养空白的菌落数（cfu/片） 6.7*10<sup>6</sup> 5.4*10<sup>6</sup> 6.1*10<sup>6</sup> 8.4*10<sup>7</sup> 9.4*10<sup>6</sup> 2.4*10<sup>7</sup>
培养后试样上的菌落数（cfu/片） 7.1*10<sup>5</sup> 6.0*10<sup>5</sup> 6.4*10<sup>5</sup> 8.0*10<sup>6</sup> 9.7*10<sup>5</sup> 2.7*10<sup>6</sup>
洗前抗菌率 91 93 89 70 85 80
表3是对实施例1-3及对比例1-3纱线的外表面进行的抗菌（金黄色葡萄球菌ATCC6538）能力测试：
表3
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
作用时间 24h 24h 24h 24h 24h 24h
试样“0”接触时间的菌落数（cfu/片） 7.3*10<sup>5</sup> 7.8*10<sup>5</sup> 7.2*10<sup>5</sup> 3.1*10<sup>7</sup> 9.4*10<sup>5</sup> 1.2*10<sup>7</sup>
定期培养空白的菌落数（cfu/片） 4.4*10<sup>6</sup> 4.1*10<sup>6</sup> 4.6*10<sup>6</sup> 9.4*10<sup>7</sup> 8.4*10<sup>6</sup> 3.1*10<sup>7</sup>
培养后试样上的菌落数（cfu/片） 5.1*10<sup>5</sup> 5.0*10<sup>5</sup> 4.8*10<sup>5</sup> 9.1*10<sup>6</sup> 8.7*10<sup>5</sup> 2.2*10<sup>6</sup>
洗前抗菌率 92 90 94 71 84 79
将实施例1～3中的改性TPU复合材料和对照组中的未改性TPU复合材料均支持外径 2.5 mm，内径2 mm的空心管，并且平均分成4组，每组50根，再进行力学试验，其中通用材料试验机是采用Instron公司生产，与控制软件Bluehill构成了一个强大的测试系统。参考标准:ISO25539－1－2017。拉伸试验:标距长度L=30mm，拉伸速率v=400mm/min，得到平均数据如图2和图3所示，由图2和图3的结果可以看出，改性TPU复合材料是由丙烯酸羟丙酯和二酚基丙烷环氧树脂在TPU材料表面接枝改性而成，不仅有利于提高材料改性后的韧性，同时使强力得到进一步提升。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：包括芯材以及包覆在芯材外壁的一层改性TPU复合材料，所述芯材由18～75根长丝化学纤维组成，所述改性TPU复合材料的厚度为0.05～3mm；所述改性TPU复合材料由TPU复合材料经改性制得；所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 75-85份、纳米硅粉15-25份、耐水解剂5-8份、颜料5-10份、分散剂1-3份；
所述改性TPU复合材料的制备过程为：
（1）等离子处理：先将垫纸平铺在低温等离子处理机内部，将30～50份TPU复合材料粉末倒入垫纸上，并将粉末的厚度摊平至2～2.5mm，再将等离子处理机内部抽至真空状态，再向其内部一定流速不间断的充入氧气，接着向电极施加90～220W的功率以产生等离子体，然后在该条件下处理4～6min；
（2）配置处理液：取出一支容器，并向容器内部均加入适量的无水乙醇，再向两支容器中加入丙烯酸羟丙酯，容器内部配制成10～15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液；
（3）接枝工艺：将二酚基丙烷环氧树脂以0.1～0.2mol/L的浓度溶解在10～15%(v/v)丙烯酸羟丙酯乙醇溶液中，并且添加一定量的引发剂，再将经等离子体处理的TPU粉末浸入容器内部，接着将容器移至烘箱中在58～65℃下进行5～8h，然后将容器底部的沉淀用表面用无水乙醇冲洗30～60min，以除去未反应的单体和未接枝的聚合物，并在真空下干燥，即可得到所述改性TPU复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 75份、纳米硅粉15份、耐水解剂5份、颜料5份、分散剂1份。
3.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 80份、纳米硅粉18份、耐水解剂7份、颜料8份、分散剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述TPU复合材料包括以下重量份组份：TPU 85份、纳米硅粉25份、耐水解剂8份、颜料10份、分散剂3份。
5.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述TPU复合材料还包括以下重量份组份：三聚氰胺改性酚醛树脂15-25份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅5-10份、纳米碳化硅1-3份。
6.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述改性TPU复合材料制备过程的步骤（1）中氧气的流速为12～20cm3/min；
所述改性TPU复合材料制备过程的步骤（3）中引发剂与丙烯酸羟丙酯的浓度比为1:175～200,所述引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或两种以上混合。
7.根据权利要求1所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线，其特征在于：所述长丝化学纤维的材质为涤纶丝、锦纶丝、氨纶丝、黏胶丝中任意一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将由长丝化学纤维组成芯材的导入包覆纱机中，同时对改性TPU复合材料进行精细熔融，再通过特殊线孔导出已经包覆改性TPU复合材料的纱线；
（2）然后迅速冷却已经包覆了改性TPU复合材料的纱线，使改性TPU复合材料固化完成对涤纶纱的包覆；
（3）最后将已经完成改性TPU复合材料包覆的纱线导入线管，按照规定的长度进行绕线即可。
9.根据权利要求8所述的一种改性热塑性聚氨酯包覆纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中特殊线孔的形状为正五边形、正六边形、圆形、椭圆形中的任意一种。
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