[发明专利]一种具有热粘合性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法

说明书

一种具有热粘合性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法。该方法首先合成一种能在80～100℃下快速固化成膜的水性聚氨酯，再将这种水性聚氨酯均匀地涂覆在普通聚氨酯纤维的表面，经高温干燥、上油、牵伸处理后得到表里层具有不同性能的复合型聚氨酯弹性纤维。该纤维表层聚氨酯能在100～150℃下受热熔融，与其他纤维材料形成强粘合力；里层聚氨酯力学强度大，弹性回复率高。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性纤维的制备方法，特别涉及一种具有热粘合性能的聚氨酯弹性纤维的制造方法。

背景技术

热粘合聚氨酯纤维，又称为低熔点聚氨酯纤维，是市场上逐渐兴起的一种新型聚氨酯纤维产品。该产品的性能特点是在染色或定型等加工环节受热熔融，实现纤维与纤维相互粘合，从而可以有效避免含氨织物在刮划、裁剪和反复拉伸后引起丝线脱散、毛边、卷曲。市场上该类产品有日本日清纺公司的Mobilon、旭化成公司的Roica SF、美国英威达公司生产的Lycar Fusion等，品质优良的国产热粘合聚氨酯纤维产品几乎没有。

制备热粘合纤维的关键在于保持纤维原有性能的前提下，同时使纤维具有特殊的粘合性能。具有皮芯结构的纤维正好能满足这种性能需求，通常由皮层提供特殊的功能性，芯层则保持纤维原有特性。因此，皮芯结构复合纤维技术大量被用于制备具有低熔点热粘合性能的纤维，例如来侃等人开发的低熔点聚酰胺复合纤维(CN201310011783.9)、崔利等人研究的低熔点皮芯结构的聚酯长丝(CN 201410226546.9)、史佳林等人发明的低熔点皮芯型聚乳酸复合纤维(CN 201510441127.1)，英威达公司同样采用了皮芯双组合复合技术(CN 102257198B)开发了热粘合聚氨酯纤维。一般而言，常规皮芯复合纤维的技术方法通常是先制备皮芯两种纺丝液，再将纺丝液经特殊的纺丝设备制成纤维。两种纺丝液在纺丝过程中通过喷丝板上的导孔交会复合，两相纺丝原液必须有相近的流动性以及粘度。如果两种原液的表观粘度相差较大，极易造成复合细流在喷丝孔处发生侧弯，影响皮芯结构的完整性。两种纺丝液也需要有相同的可纺性，因为两种纺丝液是经同一高温甬道蒸发溶剂或低温冷却成纤的。如果存在任何一相纺丝液可纺性差的问题，皮芯结构的完整性必定受到破坏。此外，常规皮芯复合纤维技术所采用的纺丝组件设备往往是具有高精密度的分配板以及皮芯复合喷丝板组件，这些纺丝设备零件不仅在成本上远高于普通组件，而且在组装、拆洗、维护过程中易损伤。总而言之，采用常规的皮芯纤维制备方法生产热粘合聚氨酯纤维不仅对两相纺丝液性能要求苛刻，而且存在工艺过程复杂，设备精度要求高，产品结构性能稳定性差等多个问题。

发明内容

技术问题：本发明提供的是一种具有热粘合性能的聚氨酯弹性纤维的制备方法。发明目的是解决运用常规皮芯复合喷丝板组件制备皮芯型热粘合聚氨酯纤维存在的工艺复杂不易控制，设备精度要求高，成本投入大，产品结构性能均一性差等问题。

技术方案：发明的技术方案是首先合成一种能快速固化的水性聚氨酯，再将水性聚氨酯涂覆于普通聚氨酯纤维表面。由于干燥固化后的聚氨酯涂层能牢固地附着在纤维表面，并且在高温受热条件下表现出良好的热熔粘合性，所以由此技术方法制备的聚氨酯纤维同时兼具了良好的力学强度以及出色的热粘合性。

该方法包括以下步骤：

1).水性聚氨酯的制备

将二异氰酸酯与聚合物二醇置于70～90℃条件下反应2～4小时，再缓慢滴加醇类扩链剂与亲水扩链剂的混合物，60～80℃恒温反应1～3小时，得到聚合产物；加入有机溶剂对聚合产物的粘度进行调节；加入中和剂反应10～30分钟，将体系PH控制在7～8之间，之后，加入成膜剂与去离子水，并使用高速乳化机进行30～60分钟的乳化处理，最后，将乳化产物进行减压蒸馏，除去其中的有机溶剂，得到水性聚氨酯；

2).热粘合性聚氨酯弹性纤维的制备