具有保温性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法技术

一种具有保温性能的聚氨酯弹性纤维及其制备方法。采用纳米级别的陶瓷粉体作为保温助剂与聚氨酯纤维混合，其中陶瓷粉体的用量为聚氨酯纤维质量的0.1-10％。利用陶瓷粉体对热辐射的阻隔以及反射作用，降低热量的散失；运用低温等离子体照射技术对粉体表面作改性处理，使陶瓷粉体在聚氨酯中呈现良好的分散效果与界面结合作用。由此方法制备的氨纶保温保暖性能出色，特别适合用于纺制冬季内衣面料，以及护膝、护腕、腰带等弹性织物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种。采用纳米级别的陶瓷粉体作为保温助剂与聚氨酯纤维混合，其中陶瓷粉体的用量为聚氨酯纤维质量的0.1-10％。利用陶瓷粉体对热辐射的阻隔以及反射作用，降低热量的散失；运用低温等离子体照射技术对粉体表面作改性处理，使陶瓷粉体在聚氨酯中呈现良好的分散效果与界面结合作用。由此方法制备的氨纶保温保暖性能出色，特别适合用于纺制冬季内衣面料，以及护膝、护腕、腰带等弹性织物。【专利说明】
本专利技术属于聚氨酯弹性纤维的制备技术方法，特别涉及一种具有保温性能的聚氨 酯弹性纤维的制备方法。
技术介绍
聚氨酯纤维（简称"氨纶"）因其良好的弹性广泛地应用于高档服装、运动衫裤、内 衣、袜子、泳衣等纺织品领域。穿着含氨纶的服饰不仅可以带来良好的舒适感，而且可突显 完美的修身效果，因此氨纶在面料中的成份比重也越来越大。随着人们生活水平的提高以 及纺织行业技术的发展，人们对氨纶以及含氨织物的功能性提出了更多更高的要求：如用 于冬季保暖内衣的弹性面料不仅具有贴身舒适的穿着感，更应该具有一定的保温效果；用 于护膝、护腕以及绷带等弹性织物同样应具备保温保暖功效，以达到促进关节血液循环、保 护运动员免受伤害的目的。但至今为此，并没有相关的专利文献报道关于如何制备具有保 温性能的氨纶。 人体向外界散失热量主要是以热辐射、热传导、对流三种方式，其中以热辐射散逸 的热量最大。因此，制备具有保温性能纤维的主要技术原理是通过在纤维中添加介质材料 以阻隔热辐射的发生，同时增加其对热辐射能量的反射作用，达到保温的效果。具体方法主 要有在纤维内部掺杂功能助剂或在纤维表面涂覆保温层等。专利CN103160943A通过在合 成纤维中加入0. 1-3%的金属或非金属纳米粒子，使纤维具有保温隔热的性能特点；专利 CN102115920A提供了一种蓄热保暖保健功能合成纤维的制备方法，具体方法是将碳化锆粉 体经偶联剂处理后制成功性能母粒，再与树脂切片混合，经熔融纺丝，制得功能化纤维；专 利CN102465453A则是将金属氧化物粉碎后加入到聚酯或聚酰胺中，得到金属氧化物溶胶， 再将溶胶涂覆到纤维表面，高温固化得到具有保温与防辐射的功能化纤维。 涂层加工的方法并不适合制备保温氨纶。因为氨纶是一种具有弹性的纤维，在织 造的过程中需要对其进行适当的牵伸。如果仅仅是在氨纶在松弛状态下进行涂层处理，那 牵伸变细后的氨纶表面涂层则会变得分布不均，影响保温效果。内部掺杂纳米粒子的方法 则更为有效。但无论是金属、金属氧化物颗粒，还是无机非金属颗粒，其与聚氨酯类聚合物 的混合，都需要解决粒子分散问题以及两相界 低温等离子体粉体处理技术是在室温或稍高于室温的状态下，将真空度极低情况 下的气体成分电离成电子、离子、原子自由基、紫外线、高能射线等活性粒子，而这些粒子会 对粉体的表面进行刻蚀、活化、氧化、除杂等一系列改性处理。由于低温等离子体粉体处理 技术所需设备工艺简单、过程安全无污染、节能高效，因此广泛运用于电子元器件表面刻 蚀、生物膜分离、农业种子催化改良以及航空航天等不同领域。但至今为至，没有相关的专 利文献报道将这种技术运用于新型功能纤维的制备方面。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种具有保温性能的聚氨酯弹性纤维及其制备 方法。此专利技术采用纳米陶瓷粉体作为纤维的保温助剂，并运用低温等离子体照射技术对粉 体表面作改性处理，使陶瓷粉体在聚氨酯中呈现良好的分散效果与界面结合作用。由此方 法制备的氨纶保温保暖性能出色，特别适合用于纺制冬季内衣面料，以及护膝、护腕、腰带 等弹性织物。 技术方案：本专利技术的具有保温性能的聚氨酯弹性纤维，采用纳米级别的陶瓷粉体 作为保温助剂与聚氨酯纤维混合，其中陶瓷粉体的用量为聚氨酯纤维质量的〇. 1-10%。所 述纳米陶瓷粉体是氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化硅、碳化锆、碳化硅、氮化硅或氮化硼中的 一种或多种组合，粉体颗粒直径为20-400纳米。 本专利技术的的具有保温性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法包括以下几个步骤： 1)陶瓷粉体的等离子体处理：将陶瓷粉体加入到球磨机内进行高速研磨；取研磨 后的粉体置于低温等离子体处理设备的真空反应罐中，开启真空泵，将反应罐内的气压抽 至所需值；通入放电气体，并调节真空阀，使反应罐内的真空度保持恒定；开启射频电源， 选择所需的射频功率，使反应罐内气体电离，产生辉光放电； 2)陶瓷粉体与有机溶剂的混合：待陶瓷粉体经等离子体处理完成后，加入到有机 溶剂中，高速搅拌，形成陶瓷粉体-有机溶剂的混合液； 3)纺丝原液的制备：将聚合物二醇、二异氰酸酯进行预聚合反应，得到异氰酸酯 基封端的预聚物；在预聚物中加入有机溶剂进行溶解、稀释、冷却，再通过高速静态混合器 将其与扩链剂、封端剂等混合反应；待反应完成后，在聚合物中依次加入所述陶瓷粉体-有 机溶剂的混合液、抗氧化剂、耐紫外光助剂、染色助剂和润滑剂，充分搅拌，得到纺丝原液； 4)将所述纺丝原液通过高温甬道进行溶剂的蒸发，再经罗拉伸牵、上油、卷绕，制 备成具有保温性能的聚氨酯弹性纤维。 所述陶瓷粉体加入到球磨机内进行高速研磨的时间控制在1-3小时。 所述低温等离子体处理设备的真空反应罐，在抽气后的气压值为1-100帕；通入 放电气体后反应罐的真空度保持在10-500帕。 所述放电气体是氮气、氧气、氦气、氩气或氨气中的一种；选择的射频功率为 100-1000瓦；粉体等离子处理时间为1-4小时。 用于溶解分散陶瓷粉体的有机溶剂是二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、 吡啶、丙酮、甲酸甲酯、乙酸乙酯或四氢呋喃中的一种。 所述聚合物二醇为聚醚类二醇或聚酯类二醇，如聚氧化丙烯二醇、聚四亚甲基醚 二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己内酯 二醇中的一种或多种组合；所述二异氰酸酯为4,4' -二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4' -二苯 基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯的一种或多种组合。 所述扩链剂是乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，4- 丁二胺、1，5-戊二胺、乙二 醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-戊二醇或己二醇中的一种或多种组合；所 述封端剂为甲醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇胺、N-乙基甲基胺或二乙 胺其中的一种或多种组合。 所述的高温甬道的温度在180-250摄氏度之间，纺丝速度为800-1200米/分钟。 有益效果：本专利技术选用纳米陶瓷粉体作为纤维的保温助剂，利用陶瓷粉体对热辐 射的阻隔以及反射作用，降低热量的散失；采用低温等离子体处理技术对陶瓷粉体表面进 行改性，降低粉体表面能，使粉体能均匀地分散在纤维之中，并与聚合物分子链段形成良好 的界面浸润效果。因此，本专利技术制备的氨纶具有优异的保温保暖功效，适合纺制冬季贴身内 衣、护腕护膝等弹性织物的。 【具体实施方式】 本专利技术制备的具有保温性能的聚氨酯脲弹性纤维方法包括以下几个步骤： 1.陶瓷粉体的等离子体处理：将陶瓷粉体加入到行星式球磨机进行高速研磨；取 研磨后的粉体置于低温等离子体处理设备的真空反应罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有保温性能的聚氨酯弹性纤维，其特征在于采用纳米级别的陶瓷粉体作为保温助剂与聚氨酯纤维混合，其中陶瓷粉体的用量为聚氨酯纤维质量的0.1‑10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许图远，陈厚翔，邵晓林，毛植森，梁红军，陈铃，
申请(专利权)人：浙江华峰氨纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33