CN103788636A - 一种用于高细度高强度非定岛型pa6超细纤维制造的高聚物共混体系 - Google Patents

一种用于高细度高强度非定岛型pa6超细纤维制造的高聚物共混体系 Download PDF

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Abstract

本发明涉及超细纤维合成革技术领域，特另涉及一种用于高细度高强度非定岛型PA6(尼龙6)超细纤维制造的高聚物共混体系。本发明以尼龙6(PA6)和低密度聚乙烯(LDPE)为共混体系的主要高聚物，以马来酸酐改性线性低密度聚乙烯(LLDPE-G-MAH)为相容剂，以马来酸酐改性三元乙丙橡胶(EPDM-G-MAH)为增韧剂，共同组成高聚物共混体系。这种共混体系可以制备PA6/LDPE海岛纤维，最终溶离的PA6超细纤维的纤度可达到0.0001dtex，具有准纳米级尺寸，而且具有更好的均匀度和强度。由这种海岛纤维制造的非织造布，经过浸渍湿法聚氨酯和甲苯减量，可以得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布，再经过后整饰可得到手感更好、强度更高的超细纤维合成革。

Description

一种用于高细度高强度非定岛型PA6超细纤维制造的高聚物共混体系
技术领域
本发明涉及超细纤维合成革技术领域，特别涉及一种用于高细度高强度非定岛型PA6(尼龙6)超细纤维制造的高聚物共混体系。
背景技术
超细纤维是近年来发展迅速的差别化纤维的一种，是新型合成纤维的典型代表。目前国际上没有准确的定义，各国定义略有不同，但都以线密度为定义标准。德国的纺织品协会将PET线密度低于1.0dtex、PA线密度低于1.0dtex的单纤统称为超细纤维，美国的PET委员会将单丝细度为0.3dtex～1.0dtex的纤维定义为超细纤维，AKZO则认为超细纤维的上限应为0.3dtex，意大利则将0.5dtex以下的纤维称为超细纤维，目前国内基本把单丝细度在1.1dtex以下的纤维统称为超细纤维，而小于O.1dtex的称为极细纤维。各大品种的合成纤维都可纺制超细纤维，如聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯纤维等。由于超细纤维单丝的线密度大大低于普通纤维，最细的可达0.0001dtex，由于单丝线密度的急剧降低，就决定了超细纤维有许多不同于常规纤维的特性。
随着现代科技的发展，合成革的生产***不断地吸收其它行业的高新技术，如果说最初的人造革是第一代产品，那么合成革就是第二代产品，超细纤维合成革的出现自然就属于第三代产品。该产品以超细纤维非织造布为基材，浸渍具有开孔结构的聚氨酯浆料，发挥了超细纤维巨大的表面积和强烈的吸水性，使得超细纤维合成革具有了皮革所具有的部分吸湿特性，因而不论从内部微观结构，还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面，都与皮革非常接近。此外，超细纤维合成革在耐化学稳定性、质量均一性、大生产加工适应性以及防水、防霉变性等方面超过了皮革。
超细纤维合成革的出现，最重要的意义是这种产品提升了整个行业的地位。超细纤维及其产品主要由日本率先研制和开发，于20世纪60年代末70年代初开始商业化生产，并在合成革产品开发上取得了巨大的成功。1965年，日本可乐丽株式会社代表性产品“可乐丽娜”问世，拉开了超细纤维生产的历史大幕。1969年日本钟纺株式会社开始生产鞋里革用，商品名为“Bereza”的合成革，产品特色为研磨抛光材料。1970年，日本东丽株式会社首先推出了海岛型超细纤维制造的人造麂皮状合成革“Ecsaina”。1981年，日本可乐丽公司开始销售粒面型人造皮革”Sofrina”。此后高性能的超细纤维合成革逐步走向市场，主要有钟纺公司的“SavinaDP”，帝人公司的“HilakeElettes”，旭化成公司的“HepaWool”，德国的“Nordfaser”，意大利的“Anicfibre”等。随后美国杜邦公司、英国ICI公司、德国赫斯特公司、东欧、前苏联也相继加入开发行列。目前，超细纤维合成革的生产主要集中在日本、中国、韩国等国家。
我国超细纤维合成革的生产是由烟台合成革总厂(后称万华超纤股份有限公司)于1983年在引进日本可乐丽公司技术的基础后发展起来的。当时采用藕形多孔纤维，生产光面仿真皮革，1997年该厂自主开发了不同于引进技术的纤度为0.01旦不定岛型海岛超细纤维，1999年批量生产“大富革”光面类超细仿真皮革，并在此基础上于2003年进一步扩大生产能力，上了第三条仿真皮革生产线。此后，江苏常熟合成皮革总厂(现为常熟贝斯特皮革有限公司)在引进技术和设备的基础上开发成功定岛型超细纤维高仿真革，上海华峰集团开发成功了不定岛超细仿真革，并迅速进行规模化生产，该集团目前也拥有3条生产线；另外，1995年，山东同大海岛新材料有限公司成功开发了具有中国特色的不定岛超细仿真皮革，纤维细度最细可达到0.003～0.0005旦，具有自主知识产权，并迅速发展成4条生产线，成为我国最大的超细仿真皮革生产企业之一，除此以外温洲黄河、莱芜东泰、浙江科艺、梅盛、温州革基布有限公司、山东金峰、淄博友谊机械；江苏双象集团无锡中进塑料有限公司等一批企业也都建成了生产线并已陆续投入生产，日本可乐丽公司还与浙江嘉兴禾欣合作于2005年年终建成年产400万平方米的超细仿真皮革生产线投入生产。
我国超细纤维合成革产业的发展只有十几年的历程，在最近几年得到了迅猛发展，中国大陆已经成为全球超细纤维合成革规模最大的生产基地。根据国家***信息资料显示，我国2011年超细纤维合成革全年进出口贸易总额36.36以美元，其中出口10.7亿米(56.96万吨)，同比增长了12.96，出口量占了总产量的23.36％，出口贸易额30.4亿美元，同比增长35.11％，开始形成了第三代产品发展新的历史阶段。
目前，在超细纤维合成革技术领域，超细纤维制造技术发展的趋势如下：(1)通过提高超细纤维的细度和均匀度，进一步提高超细纤维合成革的柔软度、吸湿排湿性和舒适性。(2)通过提高超细纤维强度的途径，进一步提高超细纤维合成革的强度和耐用性。
发明内容
本发明的目的是通过加入相容剂和增韧剂的方法，改变海岛纺丝中高聚物共混体系的组分，使通常的PA6/LDPE体系变PA6/LDPE/LLDPE-G-MAH/EPDM-G-MAH体系。本发明的这种高聚物共混体系，由于相容剂的加入，可以有效的改善PA6/LDPE之间的界面状态，以及分散相(PA6)的分散状态和均匀性，从而有效的提高PA6超细纤维的细度、均匀度及强度。由于增韧剂的加入，对PA6超细纤维的表面进行改性，引入具有交联作用的基团，在纤维成型后形成适度的交联，从而提高PA6超细纤维的强度。
本发明的这种高聚物共混体系，制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，最终溶离的PA6超细纤维的线密度可达到O.0001dtex，具有准纳米级尺寸，而且具有更好的均匀度和强度。由这种海岛纤维制造的非织造布，经过浸渍湿法聚氨酯和甲苯减量，可以得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布，再经过后整饰可得到手感更好、强度更高的超细纤维合成革。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1、一种用于高细度高强度非定岛型PA6超细纤维制造的高聚物共混体系，
1)高聚物共混体系的配方为：以物料重量份数计算，尼龙6(PA6)45～55份、低密度聚乙烯(LDPE)45～55份、相容剂0.3～3份、增韧剂O.1～0.5份。
2)这种共混体系通过熔融纺丝可以制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维。由这种海岛纤维制造的非织造布，经过浸渍湿法聚氨酯和甲苯减量，可以得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布，再经过后整饰得到超细纤维合成革。
优选所述PA6切片水分含量小于O.04％，熔点为215-225℃，如美达股份有限公司的M32800型PA6切片；
优选LDPE切片的结晶度为55％-65％，熔点为104-126℃，水分含量小于O.1％，如中石化北京燕化石油化工股份公司的1I50A型LDPE切片”
优选相容荆为马来酸酐改性线性低密度聚乙烯(LLDPE-G-MAH)，如南京塑泰高分子科技有限公司的相容剂ST-7系列产品；
优选增韧剂为马来酸酐改性三元乙丙橡胶(EPDM-G-MAH)，如南京塑泰高分子科技有限公司的增韧剂ST-18系列产品。
本发明还提供了一种上述方法制备的非定岛型PA6超细纤维，所述非定岛型PA6超细纤维的线密度达到O.0001dtex。
本发明和目前的常用的高聚物共混体系相比，有以下的特点和优势。其一，通过加入相容剂和增韧剂的方法，改变海岛纺丝中高聚物共混体系的组分，使通常的PA6/LDPE体系变PA6/LDPE/LLDPE-G-MAH/EPDM-G-MAH体系。采用这种高聚物共混体系，在海岛纺丝过程中，不需要改变原有的纺丝设备和工艺，也就是说，本发明的这种高聚物共混体系具有广泛的适用性；其二，在这种高聚物共混体系中，由于相容剂的加入，可以有效的改善PA6/LDPE之间的界面状态，以及分散相(PA6)的分散状态和均匀性，从而有效的提高PA6超细纤维的细度和均匀度；其三，在这种高聚物共混体系中，由于增韧剂的加入，对PA6超细纤维的表面进行改性，引入具有交联作用的基团，在纤维成型后形成适度的交联，从而提高PA6超细纤维的强度。其四，本法明的这种这种高聚物共混体系，适合于制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，最终溶离的PA6超细纤维的线密度可达到0.0001dtex，具有准纳米级尺寸，而且具有更好的均匀度和强度。由这种海岛纤维制造的非织造布，经过浸渍湿法聚氨酯和甲苯减量，可以得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布，再经过后整饰可得到手感更好、强度更高的超细纤维合成革。
由发明的高聚物共混体系所得PA6/LDPE海岛纤维的主要指标如表1所示。
表1PA6/LDPE海岛纤维的主要指标
相关指标 常规产品 本发明产品
PA6/LDPE海岛纤维原丝强力 ≥60N ≥80N
PA6/LDPE海岛纤维有效岛数 150～300 500～1000
PA6超细纤维的纤度 0.1～0.001dtex 0.01～～～0.0001
由发明的高聚物共混体系所得超细纤维合成革基布的主要力学性能指标如表2所示。
表2超细纤维合成革基布的主要力学性能指标
序号 项目 指标
1 表观密度(g/cm3) ≤0.65
2 拉伸负荷(N/em) ≥80
3 断裂伸长率(％) ≥25
4 撕裂负荷(N/mm) ≥25
5 剥离负荷(N/20mm) ≥20
6 崩裂高度(mm) ≥7
7 崩裂强度(N/mm) ≥60
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
实施例1
以物料重量份数计算，41份PA6、48份LDPE、10.7份LLDPE-G-MAH、O.3份EPDM-G-MAH；将各原料共混形成高聚物共混体系；制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维：通过熔融纺丝方法制备所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，所述熔融纺丝条件为将上述高聚物共混体系在螺杆纺丝设备中进行纺丝，纺丝温度300℃，喷丝板的喷丝孔孔径在0.9mm，喷丝孔长度与直径(L/D)比为5，进行熔融纺丝的PA6切片水分含量0.0196，熔点为215℃；进行熔融纺丝的LDPE切片的结晶度为65％，熔点为104℃，水分含量小于O.1％；
制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维；由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维制备非织造布：由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维经混合开松、梳理成网、铺网以及两道针刺后形成非织造布；制备非定岛型PA6超细纤维：将聚氨酯和水配制成浸渍液，将所述非织造布通过装有浸渍液的浸渍槽中，使浸渍液浸透所述非织造布；然后将浸透的非织造布通过一对轧辊，挤出浸透在非织造布中的浸渍液，控制非织造布中浸渍液的含量为非织造布重量的25％；将挤出浸渍液的非织造布通过装有凝固液的凝固槽，得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布；所述凝固液是按重量份数将5份的无机盐氯化钠、1O份的硫酸铵与5份的氯化铵的混合物，以及1O份的无机碱碳酸钠以及70份的水混合，在搅拌下溶解，得凝固液；以甲苯作为溶剂，将步骤4)制得的所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布进行萃取，将所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布中的低密度聚乙烯(LDPE)萃取出来，形成束状的非定岛型PA6超细纤维；所述非定岛型PA6超细纤维的线密度达到0.0001dtex。
实施例2
以物料重量份数计算，55份PA6、40份LDPE、4.9份LLDPE-G-MAH、O.1份EPDM-G-MAH；将各原料共混形成高聚物共混体系；制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维：通过熔融纺丝方法制备所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，所述熔融纺丝条件为将上述高聚物共混体系在螺杆纺丝设备中进行纺丝，纺丝温度280℃，喷丝板的喷丝孔孔径在0.1mm，喷丝孔长度与直径(L/D)比为2.O，进行熔融纺丝的PA6切片水分含量0.009％，熔点为215℃；进行熔融纺丝的LDPE切片的结晶度为65％，熔点为104℃，水分含量O.0896；
制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维；由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维制备非织造布：由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维经混合开松、梳理成网、铺网以及两道针刺后形成非织造布；制备非定岛型PA6超细纤维：将聚氨酯和水配制成浸渍液，将所述非织造布通过装有浸渍液的浸渍槽中，使浸渍液浸透所述非织造布；然后将浸透的非织造布通过一对轧辊，挤出浸透在非织造布中的浸渍液，控制非织造布中浸渍液的含量为非织造布重量的2096；将挤出浸渍液的非织造布通过装有凝固液的凝固槽，得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布；所述凝固液是按重量份数将5份的无机盐氯化钠、10份的硫酸铵与5份的氯化铵的混合物，以及10份的无机碱碳酸钠以及70份的水混合，在搅拌下溶解，得凝固液；以甲苯作为溶剂，将步骤4)制得的所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布进行萃取，将所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布中的低密度聚乙烯(LDPE)萃取出来，形成束状的非定岛型PA6超细纤维；所述非定岛型PA6超细纤维的线密度达到O.0001dtex。
实施例3
以物料重量份数计算，48份PA6、51份LDPE、O.5份LLDPE-G-MAH、O.5份EPDM-G-MAH；将各原料共混形成高聚物共混体系；制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维：通过熔融纺丝方法制备所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，所述熔融纺丝条件为将上述高聚物共混体系在螺杆纺丝设备中进行纺丝，纺丝温度350℃，喷丝板的喷丝孔孔径在1.0mm，喷丝孔长度与直径(L/D)比为10.0，进行熔融纺丝的PA6切片水分含量O.03％，熔点为225℃；进行熔融纺丝的LDPE切片的结晶度为55％，熔点为126℃，水分含量O.O1％；
制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维；由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维制备非织造布：由所述非定岛型PA6/LDPE海岛纤维经混合开松、梳理成网、铺网以及两道针刺后形成非织造布；制备非定岛型PA6超细纤维：将聚氨酯和水配制成浸渍液，将所述非织造布通过装有浸渍液的浸渍槽中，使浸渍液浸透所述非织造布；然后将浸透的非织造布通过一对轧辊，挤出浸透在非织造布中的浸渍液，控制非织造布中浸渍液的含量为非织造布重量的25％；将挤出浸渍液的非织造布通过装有凝固液的凝固槽，得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布；所述凝固液是按重量份数将5份的无机盐氯化钠、10份的硫酸铵与5份的氯化铵的混合物，以及10份的无机碱碳酸钠以及70份的水混合，在搅拌下溶解，得凝固液；以甲苯作为溶剂，将步骤4)制得的所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布进行萃取，将所述非定岛型PA6超细纤维合成革基布中的低密度聚乙烯(LDPE)萃取出来，形成束状的非定岛型PA6超细纤维；所述非定岛型PA6超细纤维的线密度达到O.0001dtex。

Claims (7)

1.一种用于高细度高强度非定岛型PA6超细纤维制造的高聚物共混体系，其特征在于：高聚物共混体系的配方为：以物料重量份数计算，尼龙6(PA6)45～55份、低密度聚乙烯(LDPE)45～55份、相容剂0.3～3份、增韧剂O.1～0.5份，将各原料共混形成高聚物共混体系。
2.如权利要求1所述的高聚物共混体系，其特征在于：采用的相容剂为马来酸酐改性线性低密度聚乙烯(LLDPE-G-MAH)。
3.如权利要求1所述的高聚物共混体系，其特征在于：采用的增韧剂为马来酸酐改性三元乙丙橡胶(EPDM-G-MAH)。
4.如权利要求1所述的高聚物共混体系，其特征在于：这种高聚物共混体系通过熔融纺丝可以制备非定岛型PA6/LDPE海岛纤维，由这种海岛纤维制造的非织造布，经过浸渍湿法聚氨酯和甲苯减量，可以得到非定岛型PA6超细纤维合成革基布，再经过后整饰得到超细纤维合成革。
5.如权利要求4所述的高聚物共混体系，其特征在于：进行熔融纺丝的PA6切片水分含量小于O.04％，熔点为215-225℃。
6.如权利要求4所述的高聚物共混体系，其特征在于：进行熔融纺丝的LDPE切片的结晶度为55％-65％，熔点为104-126℃，水分含量小于O.1％。
7.如权利要求4所述的高聚物共混体系，其特征在于：所述非定岛型PA6超细纤维的线密度达到O.0001dtex，PA6/LDPE海岛纤维有效岛数为500-1000，PA6/LDPE海岛纤维原丝强力大于80N。
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