一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，包括如下步骤：(1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；(2)将无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；(3)将水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布；所述海岛纤维的海相为水溶性聚酯WSPET，开纤过程控制海相残留率为0.4～1％。本发明专利技术制备的高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法


[0001]本专利技术属于超细纤维合成革
，涉及一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法。

技术介绍

[0002]由超细纤维和聚氨酯等弹性高分子化合物构成的超纤基布作为人造革被广泛的应用于日常生活中。通过磨皮得到的起毛产品作为麂皮绒面革的替代品被广泛使用。现有的超细纤维大部分是海岛结构的定岛纤维通过溶剂把海组分溶解，得到岛组分超细纤维的方法。
[0003]相比于溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯在制备超纤革时通常会遇到最终产品的马丁耐磨性差，这是由水性聚氨酯固化的特性导致的。水性聚氨酯固化时乳液粒子随着水份的挥发，粒子进行移动和堆积，导致其结构上树脂膜连续性差，局部容易成堆积状态不均匀的粘附在纤维的局部表面。当固化时聚氨酯树脂没有很好地包覆海岛纤维时，在开纤之后，海岛纤维的海相被溶除，岛相成为超细纤维束，此时超细纤维束很容易散开。在随后的马丁耐磨实验中，超细纤维容易从皮革中掉落，表现为耐磨性不足。
[0004]因此，研究一种能够有效改善水性聚氨酯超纤基布耐磨性的方法具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布及制备。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；针刺工艺是本专利技术实现所述技术效果的关键工艺，前期的海岛纤维原料准备、纤维梳理和铺网工艺适用于常规的工艺手段，可根据具体的要求和期望进行相应的选择；采用超细纤维制得的绒面的触感和外观就像传统的麂皮绒一样。在使用海岛纤维制备无纺布时，通常需要将熔融纺丝的纤维进行热拉伸并卷曲，然后一般的切割为51mm的短纤维，这些工序适用于常规的工艺，本领域技术人员可根据需求进行相应的调整。在本专利技术中的无纺布，可以通过将上述海岛纤维，经梳理、铺网、针刺，将其交织在一起；
[0009](2)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；
[0010](3)将步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得所述高耐磨水性聚氨酯超纤基布；
[0011]步骤(1)中采用单勾针型进行针刺，针刺密度为3000～4500刺/cm2；
[0012]步骤(2)将浸渍料(由水性聚氨酯乳液调配)的浓度乘以浸渍料的带液率的计算值
定义为树脂上浆量，第一次浸渍时控制树脂上浆量W1为20～25wt％；第二次浸渍时控制树脂上浆量W2为10～14wt％。
[0013]每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为80～95℃低温区，水份挥发率≥80％，第二阶段为130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％。
[0014]步骤(3)开纤后超细纤维束的内部纤维海相残留率为0.4～1％。
[0015]海相残留率的测定方法：
[0016]将取得的样品基布置于140℃烘箱中放置2小时，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m1；将上述取样，放置于80℃的1％的碱液中，每5min挤压一次，重复6次；再换水洗、中和、水洗至中性，并于140℃烘箱中放置2小时后，取出放置于干燥器中冷却至常温，再称取重量m2；残留率为：(m1‑
m2)/m，m为理论海组分含量。
[0017]针刺的过程实质上是将原先平行于纤网方向的纤维在外部刺针上下运动的带动下，产生垂直于纤网方向的运动，使得原来相互平行的纤维产生相互交错缠结、上下穿插的形态。经过针刺后无纺布的密度变得紧实，纤维之间的缠结使得无纺布具备一定的牢度。作为实现本专利技术目的手段参数，所述的针刺工序的设置除了获得纤维的缠结使得无纺布变得紧实，更重要的是调节纤维更多的纤维能够趋向于直立的状态，包括对针刺密度的调节、勾针针型的选择。
[0018]采用单勾针型进行针刺(型号：R100)，单勾的优势在于可以使贯穿的纤维在尾端能够更趋向于直立，这样的纤维形态更有利于在水性聚氨酯浸渍固化过程中，水性聚氨酯能够基本包覆住外岛纤维的外表面，以使得在开纤后虽然海相被溶除，但是形成的超细纤维束仍然呈现规整的束状；
[0019]充分的针刺密度，确保能够使得原先平行于纤网方向的纤维能够形成上下贯穿的排布结构，纤维在刺针的带动下能够形成充分地缠结并像钉子一样穿插在纤网中，经过针刺后无纺布的密度变得紧实，纤维之间的缠结使得无纺布具备一定的牢度。当针刺密度小于3000刺/cm2时，由于针刺密度太小，不足以改变由于纤维的平行于纤网分布的状态而形成充分的纤维穿插和缠绕，不利于均匀的包裹，当针刺密度大于3000刺/cm2时，充分的针刺次数使得纤维几乎全部贯穿于纤网之中。当针刺密度过大(＞4500刺/cm2)时，反而会导致纵向穿插的纤维再次被压入，纤维在纵向上的分布趋于扁平化，密度增加，虽然纤维的缠结多了，但不利于获得更加趋于直立的纤维，同时易造成纤维断裂；因为水性聚氨酯浸渍固化纤维时，会随着固化的过程而移动，直立的纤维有利于水性聚氨酯在单根海岛纤维方向移动铺展，而不会堆积在多根纤维的间隙中。
[0020]本专利技术采用两次浸渍固化工艺，即为浸渍固化、再浸渍固化，两次固化是获得超细纤维束的关键。
[0021]如
技术介绍
中所述，水性聚氨酯在固化时，随着水份不断的抽出，水性聚氨酯粒子趋于向纤维表面堆积，使得水性聚氨酯在整体上呈现非连续的分布，通常采用一次浸渍时，需要一次实现较大的树脂填充，树脂在移动时极易发生局部的堆积，因此通常获得的水性聚氨酯在纤维表面一周的局部包覆都是不连续的。
[0022]本专利技术采用两次浸渍固化，第一次浸渍时控制树脂上浆量W1为20～25wt％；第二次浸渍时控制树脂上浆量W2为10～14wt％。第一次的浸渍固化填充是不充分的，其目的在于获得初步的聚氨酯分布，再进行第二次浸渍固化时，聚氨酯浸渍液容易在已经获得的固
化的聚氨酯原位进行固化以填充包覆缺失的部分，又不至于产生严重的团聚。
[0023]浸渍的固化分为两段，80～95℃低温区，水份挥发率≥80％；130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％。设置先是低温区，是为了控制水份的挥发速度，随着低温下水份的缓慢挥发，而树脂可以快速的固化，达到树脂均匀的包覆在纤维的表面；再进行高温，将水份完全挥发，树脂进行完全交联固化。如果直接高温固化，水份的瞬间挥发速度太快，会带动树脂的移动，由于纤维的杂乱排布，树脂的分布会更加的不连续，不利于树脂对纤维的包裹。
[0024]浸渍了水性聚氨酯的无纺布经过固化和干燥，然后用热水溶解海组分聚合物，溶解过程在常压低于100℃下进行。根据研究，产生至少0.4％的海相残留时，每束超细纤维更倾向于保持原单根纤维的形态，有利于提高超纤基布的马丁耐磨性。由于浸渍环节对树脂的分布进行控制，基布靠基底层的区域树脂更多，开纤速率相对更慢，基布靠绒面层的区域海相残留率更低，容易开纤，有利于后续的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨水性聚氨酯超纤基布的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)海岛纤维经梳理、铺网、针刺制成无纺布；(2)将步骤(1)制得的无纺布浸渍水性聚氨酯乳液，采用两次浸渍固化工艺获得水性聚氨酯海岛纤维基布；(3)将步骤(2)获得的水性聚氨酯海岛纤维基布经开纤、起绒制得高耐磨水性聚氨酯超纤基布；步骤(1)中采用单勾针型进行针刺，针刺密度为3000～4500刺/cm2；步骤(2)中，将浸渍料的浓度乘以浸渍料的带液率的计算值定义为树脂上浆量，第一次浸渍时控制浸渍的树脂上浆量为20～25wt％；第二次浸渍时控制浸渍的树脂上浆量为10～14wt％；每次浸渍后的固化分为两个阶段，第一阶段为80～95℃低温区，水份挥发率≥80％，第二阶段为130～140℃高温区，水份挥发率≥99.8％；步骤(1)中海岛纤维的海组分为水溶性聚酯WSPET；步骤(3)开纤后超细纤维束的内部纤维海相残留率为0.4～1％；所述高耐磨水性聚氨酯超纤基布按照GB/T 21196.2
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2007标准测试35000次的磨耗量为5～12mg。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高耐磨水性聚氨酯超纤基布包括下层的基底层和上层的绒面层，超细纤维以海岛纤维开纤后形成的超细纤维束为单位贯穿于超纤基布的基底层和绒面层，水性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张其斌，段伟东，唐劲松，孙向浩，符浩，杨银龙，杜明兵，赵明，
申请(专利权)人：上海华峰超纤科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：