一种聚酯/氨纶弹性复合纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种聚酯/氨纶弹性复合纤维及其制备方法和应用，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维为皮芯结构，所述皮芯结构包括皮层和芯层，所述皮层的材料包括聚酯，所述芯层的材料包括熔点高于160℃的热塑性聚氨酯A和熔点不高于160℃的热塑性聚氨酯B，且所述热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔点差为25～80℃；通过选择两种不同熔点的热塑性聚氨酯进行复配作为芯层的材料，并限定二者的熔点差，有助于提升芯层和皮层的相容性，进而可以使得到的聚酯/氨纶弹性复合纤维具有较高的强度、卷曲弹性和弹性回复率。弹性回复率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯/氨纶弹性复合纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚氨酯纤维
，具体涉及一种聚酯/氨纶弹性复合纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯纤维是由聚氨酯嵌段共聚物经过纺丝而制得的纤维，其断裂伸长率高达800％，弹性回复率高于90％，还具有断裂强度高和弹性模量低的优点，由于其有着其它纤维无法比拟的高断裂伸长率，因此被广泛应用在针织服饰、家居用品等领域。
[0003]氨纶纤维的纺丝方法主要有干法纺丝、湿法纺丝以及熔融纺丝三种，熔融纺丝具有工艺简单、生产效率高、成本低和无环境污染等优点，成为目前应用最广泛的氨纶纺丝方法。但是，为了保证聚氨酯在熔融加工过程中具有优异的热稳定性，通常会牺牲部分聚氨酯的弹性来换取其热稳定性；因此，采用熔融法纺丝得到的氨纶纤维的弹性回复率一般较差，同时由于氨纶纤维本身的强度和初始模量就较低，且手感和染色性能较差。因此，氨纶纤维通常需要与其它纤维进行混纺，进行混纺不仅增加了纤维的加工成本，同时也无法生产低旦的纱线，限制了氨纶纤维的进一步发展和应用。
[0004]复合熔融纺丝技术的出现有效解决了上述问题。复合熔融纺丝技术是将两种或两种以上不同化学组成或不同粘度的纺丝熔体，同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝头挤出而制得，在进入喷丝孔之前，两种成分彼此分离，互不混合，在进入喷丝孔的瞬间，两种熔体接触并凝固粘合成一根丝条，从而开成具有两种或两种以上不同组分的复合纤维。目前，对于复合纺丝技术的研究和报道已经有很多。CN108560080A公开了一种超弹性锦纶皮芯纤维及其制备和应用。该纤维是以聚对苯二甲酸丁二醇酯为芯材、以锦纶为皮材的皮芯结构复合纤维；由以下质量百分比的原料组成：PBT 30～70％和PA 30～70％，得到的纤维的力学性能好，弹性高，成本低且服用性好，可广泛应用在纺织领域。CN110644073A公开了一种涤锦并列复合弹性纤维的制备方法，该专利技术以PET和尼龙6作为并列型两种组分，然后分别经螺杆挤压机熔融挤出，进入双组份复合纺丝组件及特殊设计的皮芯型复合喷丝板，喷出的熔体，经冷却、上油、拉伸定型、卷绕后制得具有吸湿透气性、抗起球、蓬松性、高弹性、面料挺括等优点的涤锦并列复合弹性纤维。CN103469360A公开了一种含氟PBT
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PET皮芯复合纤维及其制备方法，包括皮层材料含氟PBT的制备和皮芯复合纤维的制备。含氟PBT是采用四氟对苯二甲酸和1,4
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丁二醇作为原料，加入抑制剂，在适当的条件下进行酯化反应和缩聚反应得到的，然后以含氟PBT为皮、PET为芯，采取合适的复合纺丝工艺制备得到皮芯复合纤维；该专利技术所得的含氟PBT具有良好的热稳定性及可加工性，氟原子的引入，提高了其憎水憎油性能。
[0005]但是，关于聚酯/聚氨酯复合纤维的报道却很少，这是因为聚酯和聚氨酯的相容性较差，将二者通过复合熔融纺丝技术制备得到皮芯结构的复合纤维的皮层和芯层的界面结合力偏低，容易产生皮芯剥离现象，进而影响复合纤维的使用；并且为了保证得到的聚酯/氨纶弹性复合纤维具有较好的弹性及弹性回复率，需要提升芯层聚氨酯组分的含量，而芯
层含量过高则容易出现皮层破皮现象，同时还会大幅提升了复合纤维的原料成本。
[0006]因此，开发一种高强度、弹性性能优异的聚酯/氨纶弹性复合纤维，仍然是目前本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚酯/氨纶弹性复合纤维及其制备方法和应用，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维为皮芯结构，皮层的材料包括聚酯，芯层的材料包括两种熔点的热塑性聚氨酯，通过两种不同熔点热塑性聚氨酯的搭配，并限定二者的熔点差，使得到的聚酯/氨纶弹性复合纤维具有较高的强度、卷曲弹性和弹性回复率。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种聚酯/氨纶弹性复合纤维，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维为皮芯结构，所述皮芯结构包括皮层和芯层；
[0010]所述皮层的材料包括聚酯；
[0011]所述芯层的材料包括熔点高于160℃的热塑性聚氨酯A和熔点不高于160℃的热塑性聚氨酯B，且所述热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔点差为25～80℃，例如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃等。
[0012]其中，所述热塑性聚氨酯A的熔点可以为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃等。
[0013]所述热塑性聚氨酯B的熔点可以为160℃、155℃、150℃、145℃、140℃、135℃、130℃、125℃或120℃等。
[0014]首先，本专利技术提供的聚酯/氨纶弹性复合纤维采用聚酯为皮层，可以使得复合纤维的外层结构紧密，纤维表面的性能体现为聚酯的特性，进而可以赋予复合纤维优异的力学性能、保形性、染色性以及服用性能，同时皮层的聚酯还具有优异的耐水性和耐温性，可以避免芯层聚氨酯被水分、光线等直接作用，大幅度提高了聚氨酯的使用寿命。
[0015]其次，本专利技术芯层所采用的热塑性聚氨酯B(TPU)和热塑性聚氨酯A(TPU)相容性好，限定熔点高于160℃的热塑性聚氨酯A和熔点不高于160℃的热塑性聚氨酯B，且所述热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔点差为25～80℃，可以使得在相应的纺丝温度下热塑性聚氨酯B属于高流动性组分，进而在纺丝过程中，当皮层材料开始凝固时，热塑性聚氨酯B还处于熔融状态，可以浮现在芯层的表面，并且通过热运动扩散到聚酯组分的缝隙中，即芯层与皮层的界面连接处，起到过渡相的作用，增加了热塑性聚氨酯A和聚酯的相容性，还有利于应力在皮层和芯层之间传递，进而可以赋予复合纤维更好的卷曲弹性以及弹性回复率。一方面，如果其中热塑性聚氨酯A的熔点和热塑性聚氨酯B的熔点相差过大，则会导致热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔体粘度相差较大，则芯层的两种材料之间的流动性差别过大，在纺丝过程中容易出现粘板现象，甚至导致无法正常纺丝；另一方面，如果热塑性聚氨酯A的熔点和热塑性聚氨酯B的熔点相差较小，则会导致热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔体粘度相差较小，则热塑性聚氨酯B基本会停留在聚氨酯的内部，使用效率较低，无法起到良好的过渡的作用。
[0016]最后，本专利技术提供的聚酯/氨纶弹性复合纤维在芯层占比较低的情况下可以保证具有较高的弹性性能，进而可以避免因为皮层含量低而导致在纤维牵伸和使用过程中出现
的表皮破裂的现象，同时也可降低纤维的制备成本。
[0017]优选地，所述皮层和芯层的体积比为1:(0.25～3)，例如1:0.5、1:0.75、1:1、1:1.25、1:1.5、1:1.75、1:2、1:2.25、1:2.5或1:2.75等。
[0018]优选地，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维的偏心度为0～100％，例如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％等。
[0019]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯/氨纶弹性复合纤维，其特征在于，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维为皮芯结构，所述皮芯结构包括皮层和芯层；所述皮层的材料包括聚酯；所述芯层的材料包括熔点高于160℃的热塑性聚氨酯A和熔点不高于160℃的热塑性聚氨酯B，且所述热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的熔点差为25～80℃。2.根据权利要求1所述的聚酯/氨纶弹性复合纤维，其特征在于，所述皮层和芯层的体积比为1:(0.25～3)；优选地，所述聚酯/氨纶弹性复合纤维的偏心度为0～100％；优选地，所述聚酯包括PET、PTT或PBT中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述PET的纺丝温度为280～300℃；优选地，所述PTT的纺丝温度为255～270℃；优选地，所述PBT的纺丝温度为250～275℃。3.根据权利要求1或2所述的聚酯/氨纶弹性复合纤维，其特征在于，所述热塑性聚氨酯A和热塑性聚氨酯B的制备原料均包括异氰酸酯、聚合物多元醇和扩链剂；优选地，所述异氰酸酯包括1,3
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苯二异氰酸酯、1,4
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苯二异氰酸酯、2,4
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甲苯二异氰酸酯、2,6
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甲苯二异氰酸酯、2,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'
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二异氰酸酯或3,3'
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二甲基
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4,4'
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二异氰酸酯二苯基甲烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；优选地，所述聚酯多元醇包括聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯或聚己内酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚醚多元...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤廉，吴淑航，胡腾蛟，项超力，唐劲松，
申请(专利权)人：上海华峰新材料研发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：