CN115948813B - 一种具有无痕防勒功能的材料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有无痕防勒功能的材料及其制备方法、应用。本发明的材料采用具有特定组成的氨纶丝作为弹性圈，所述氨纶丝具有高的伸长率和回复率，以及低的回缩率，在应用时可产生良好弹性，并且不易从无纺布上脱落，能够起到防勒、不起痕的效果。

Description

一种具有无痕防勒功能的材料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及卫生用品技术领域，尤其涉及一种具有无痕防勒功能的材料及其制备方法、应用。
背景技术
拉拉裤，也称为内裤式纸尿裤、短裤式纸尿裤等，其区别于其他需要腰贴固定的粘贴式纸尿裤系列，拉拉裤外形更像宝宝的小内裤，一拉就穿上，因此得名拉拉裤。
拉拉裤的构成大体可以分为以下几部分：拉拉裤裤体、吸收芯体、防漏膜、固定腰围、防漏腿围，以及抛弃贴。目前市面上的拉拉裤绝大部分采取氨纶丝作为弹性腰围来实现产品的贴身性和包裹性，此时需要按照一定的粗细度和布置密度来设置氨纶丝以实现上述目的。但是，受限于氨纶丝弹力的不均匀分布以及使用者体型的差异，该类拉拉裤在使用过程中，容易导致较肥胖者腰腿部出现勒痕，体验感非常不良；而体型较瘦者在拉拉裤穿着过程中，往往会因为拉拉裤吸收了尿液后重量较大，容易掉下来。此外，也有使用聚氨酯弹性无纺布作为弹性腰围，聚氨酯弹性无纺布具有弹力均匀、透湿透气、不易产生勒痕等优点；但现有聚氨酯弹性无纺布还存在伸长率不够，导致弹性腰围不能自由拉伸，或者弹性回复不足，在使用过程中无法充分回弹使得拉拉裤容易掉落等问题。
因此，有必要开发更多具有无痕防勒功能的材料，以满足卫生用品领域特别是拉拉裤的需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有无痕防勒功能的材料，其是采用无纺布与具有高伸长率、高回复率的氨纶丝，具有良好透气透湿功能，可具有较佳的防勒效果。
本发明提供一种具有无痕防勒功能的材料，其包括：上下复合的第一弹性无纺布和第二弹性无纺布，以及设置在所述第一弹性无纺布和第二弹性无纺布之间的氨纶丝；
其中，所述氨纶丝通过下列方法制得：
将二元醇、二异氰酸酯以及催化剂于有机溶剂中70～100℃下反应生成预聚物，再加入交联剂以及扩链剂继续反应得到纺丝液，干法纺丝得到氨纶丝；所述二元醇选自硅基二元醇与聚己内酯二元醇的组合，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的组合。
在一个优选的实施方案中，所述硅基二元醇具有以下结构：
其中，
R1选自-C2-C8亚烷基-、-C2-C4亚烷基-O-C2-C4亚烷基-；
R2选自C1-C6烷基、C6-C10芳基；
n选自2-100。
优选的，R1选自-(CH2)m-，m选自2、3、4、5或6；或者，R1选自-CH2CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2-；
优选的，R2选自甲基、乙基、苯基。
在一个实施方案中，所述硅基二元醇选自1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二(6-羟己基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二(3-羟乙氧基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
在一个优选的实施方案中，所述聚己内酯二元醇的分子量为500～3000g/mol，羟值为100～120mgKOH/g。优选的，其分子量为1000～2000g/mol，羟值为105～115mgKOH/g。
在一个优选的实施方案中，硅基二元醇与聚己内酯二元醇的用量比例为其中硅基二元醇中羟基与聚己内酯二元醇中羟基的摩尔比为1～5：1，优选1.2～4：1，更优选1.5～3：1。
在一个优选的实施方案中，二苯基甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为：1：0.8～2，优选1：1～1.5。
在一个优选的实施方案中，二元醇和二异氰酸酯的用量比例为控制反应体系中异氰酸酯基的摩尔量n(-NCO)和羟基的摩尔量n(-OH)之比为1.6～2.5：1，优选1.8～2.4：1，更优选1.9～2.2：1。
在一个优选的实施方案中，所述催化剂可以选择聚氨酯制备中的常规催化剂，包括有机锡、有机铋、有机锆等。优选的，所述催化剂可以为二月桂酸二丁基锡。
在一个优选的实施方案中，所述交联剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、甲基二乙醇胺中的至少一种。交联剂的用量为二异氰酸酯质量的0.2～4％，优选0.5～2％。
在一个优选的实施方案中，所述扩链剂为芳基二元胺，其可具有以下结构：
其中，R选自-C2-C8亚烷基-；
R3选自C1-C6烷基；
优选的，R选自-(CH2)t-，t选自2、3、4、5或6；
优选的，R3选自甲基、乙基。
更优选的，所述扩链剂选自N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)，即
扩链剂的用量为二异氰酸酯质量的0.5～6％，优选2～4％。
在一个优选的实施方案中，反应温度为90～95℃。
在一个实施方案中，交联和扩链的反应时间为1～5h。
在一个优选的实施方案中，所述有机溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺。
在一个优选的实施方案中，所述氨纶丝具有35～50dtex的纤度，优选40～45dtex。
在一个优选的实施方案中，所述第一弹性无纺布选自聚烯烃弹性无纺布，优选聚丙烯弹性无纺布。第一弹性无纺布的克重为15～22g/m2。
在一个优选的实施方案中，所述第二弹性无纺布选自聚氨酯弹性无纺布。第二弹性无纺布的克重为18～25g/m2。
本发明中，在没有其他说明的情况下，所述份数、比例、浓度等均以质量计。
有益效果
本发明提供了一种具有无痕防勒功能的材料，其采用具有特定组成的氨纶丝作为弹性圈，所述氨纶丝具有高的伸长率和回复率，以及低的回缩率，在应用时可产生良好弹性，并且不易从无纺布上脱落，能够起到防勒、不起痕的效果。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
下面实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
实施例1：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD417g、聚己内酯二元醇PCL-210N(分子量1000，羟值112±2mgKOH/g，下同)501g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 475g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 422g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂18g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基苯-1,4-二胺)扩链剂27g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
实施例2：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD334g、聚己内酯二元醇PCL-210N 802g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 475g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 422g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂18g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基苯-1,4-二胺)扩链剂27g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
实施例3：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD417g、聚己内酯二元醇PCL-210N 501g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 380g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 506g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂18g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基苯-1,4-二胺)扩链剂27g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
实施例4：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD417g、聚己内酯二元醇PCL-210N 501g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 550g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 489g(n(-NCO)：n(-OH)约为2.2)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂21g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)扩链剂31g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
比较例1：
将预先经过脱水处理过的聚己内酯二元醇PCL-210N 2004g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 475g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 422g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入4L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂18g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)扩链剂27g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
比较例2：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD557g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 475g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 422g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂18g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)扩链剂27g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。比较例3：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD417g、聚己内酯二元醇PCL-210N 501g、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI 844g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂17g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)扩链剂25g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。比较例4：
将预先经过脱水处理过的1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷BHTD417g、聚己内酯二元醇PCL-210N 501g、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI 950g(n(-NCO)：n(-OH)约为1.9)加入3L的N,N-二甲基乙酰胺中，再加入4g的二月桂酸二丁基锡DBTDL催化剂，在90～95℃的温度下反应1.5h，制得游离异氰酸酯基-NCO的聚氨酯预聚体；随后加入溶于300ml的N,N-二甲基乙酰胺的三异丙醇胺交联剂19g(约2％)、N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)扩链剂28.5g(约3％)，继续在所述温度下反应2h，抽真空去除气泡得到纺丝液，通过喷丝板在高温甬道内干法纺丝，然后假捻、上油、卷绕得到氨纶丝。
性能测试：
对以上实施例及对比例得到的氨纶丝进行性能测试。
其中，按照国标FZ/T 50006-2013《氨纶丝的拉伸性能试验方法》的要求测试氨纶丝的断裂强力及断裂伸长率；每组样品进行10次平行实验，结果取其平均值。参照国标FZ/T5007-2012《氨纶丝的弹性试验方法》的要求，测试氨纶丝24h的300％回复率，每组样品测试10次取平均值；按照以下方法测试回缩率：将粘有氨纶丝的非织造布拉直后固定在平板上，量取长度记为L0，切断内部氨纶丝两端，于40℃烘箱中放置5h后，测量氨纶丝回缩后的长度记为L1，回缩率S＝(L0－L1)/L0×100％。
结果如下表所示：
纤度(dtex) 断裂强力(N) 断裂伸长率(％) 300％回复率(％) 回缩率(％)
实施例1 42 1.85 806 99.0 1.6
实施例2 42 1.71 785 99.1 2.1
实施例3 42 1.99 851 98.8 2.4
实施例4 42 1.87 827 99.2 1.9
对比例1 42 1.38 514 95.4 6.7
对比例2 42 1.64 685 96.2 5.9
对比例3 42 1.49 642 96.5 6.2
对比例4 42 1.22 601 96.0 6.3
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有无痕防勒功能的材料，其包括：上下复合的第一弹性无纺布和第二弹性无纺布，以及设置在所述第一弹性无纺布和第二弹性无纺布之间的氨纶丝作为弹性圈；
其中，所述氨纶丝通过下列方法制得：
将二元醇、二异氰酸酯以及催化剂于有机溶剂中70～100℃下反应生成预聚物，再加入交联剂以及扩链剂继续反应得到纺丝液，干法纺丝得到氨纶丝；所述二元醇选自硅基二元醇与聚己内酯二元醇的组合，所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的组合；
所述硅基二元醇选自1,3-二(4-羟丁基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷；硅基二元醇与聚己内酯二元醇的用量比例为其中硅基二元醇中羟基与聚己内酯二元醇中羟基的摩尔比为1.5～3：1；
二苯基甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1：1～1.5；
二元醇和二异氰酸酯的用量比例为控制反应体系中异氰酸酯基的摩尔量n(-NCO)和羟基的摩尔量n(-OH)之比为1.8～2.4：1；
所述交联剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、甲基二乙醇胺中的至少一种；交联剂的用量为二异氰酸酯质量的0.5～2％；
所述扩链剂为N1,N1'-(丙烷-1,3-基)双(N1-甲基-苯-1,4-二胺)；扩链剂的用量为二异氰酸酯质量的2～4％。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述氨纶丝具有35～50dtex的纤度。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第一弹性无纺布选自聚烯烃弹性无纺布；第一弹性无纺布的克重为15～22g/m2；
所述第二弹性无纺布选自聚氨酯弹性无纺布；第二弹性无纺布的克重为18～25g/m2。
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