一种高弹保暖涤纶复合丝及其制备方法和应用与流程

本技术涉及纺丝，尤其涉及一种高弹保暖涤纶复合丝及其制备方法和应用。

背景技术：

1、涤纶复合丝是纺织服装领域的重要基础原料，在保暖内衣、运动面料、户外服饰及功能性家纺产品中发挥着关键作用。随着消费者对服装穿着舒适性和功能性的要求不断提高，兼具高弹性回复性能和保暖隔热性能的涤纶复合丝成为市场关注的热点。然而，现有涤纶复合丝在弹性和保暖性能方面仍存在明显不足：常规涤纶丝弹性回复率仅为60%~75%，在反复拉伸后易产生塑性变形，面料穿着后易出现松弛、起拱、变形等问题；普通保暖涤纶丝主要通过增加单丝纤度或采用中空截面结构来实现隔热效果，但保暖性能与弹性回复率往往难以兼顾，难以满足运动紧身衣、塑身内衣、护膝护腰等对拉伸回弹和蓄热保暖均有较高要求的应用场景。

2、选用氨纶包芯或并列复合纺丝是提升涤纶丝弹性的传统技术手段。氨纶包芯丝以氨纶为芯、涤纶为皮，可获得较高的弹性伸长率，但氨纶在反复拉伸条件下耐久性差，长期使用后松弛衰减明显，且氨纶耐热性、耐氯性不足，在高温定型或漂白处理中性能损失严重。并列复合纺丝利用两种不同收缩率的聚酯切片形成潜在卷曲结构，可赋予丝条一定的蓬松弹性和手感，但该方法的卷曲度受限于切片收缩率差值和纺丝工艺条件，卷曲弹性和回复稳定性往往有限。在保暖性能方面，传统技术主要采用远红外粉体或陶瓷粉体共混改性，或采用异形截面、中空结构等手段，但粉体添加量过高会严重损伤丝条的力学性能，且粉体分散均匀性难以保证，保暖效果不稳定；中空结构虽可增加静止空气层提高隔热性，但在外力作用下中空结构易被压扁塌陷，保暖持久性不足。

3、针对上述技术缺陷，亟需对现有技术进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种高弹保暖涤纶复合丝及其制备方法与应用，该高弹保暖涤纶复合丝实现了高弹性回复与保暖蓄热的统一、纵向卷曲堆积成型与结构稳定性的统一、柔性舒适与耐久回弹的统一，解决了传统涤纶丝弹性回复率不足、保暖与弹性难以兼顾、氨纶包芯丝耐久性差等行业共性难题，产品弹性突出、保暖持久、结构稳定，制备工艺可控。

2、第一方面，本技术提供了一种高弹保暖涤纶复合丝的制备方法，技术方案如下：

3、一种高弹保暖涤纶复合丝的制备方法，包括如下步骤：

4、将高收缩涤纶切片与常规涤纶切片混合后，进行并列复合纺丝处理，得弹性芯层熔体；

5、将所述弹性芯层熔体从喷丝板挤出形成初生丝，依次经过包覆液进行第一浸渍涂覆处理，再经过涂覆液进行第二浸渍涂覆处理，然后进行回缩自卷曲处理，得卷曲丝条；

6、将所述卷曲丝条进行热固化处理，得高弹保暖涤纶复合丝。

7、可选地，所述高收缩涤纶切片与常规涤纶切片的质量比为1：0.4~2.3，所述高收缩涤纶切片的沸水收缩率为25%~55%，特性粘度为0.60~0.72dl/g，所述常规涤纶切片的特性粘度为0.63~0.68dl/g。

8、可选地，所述并列复合纺丝处理的温度为270~290℃，侧吹风冷却风温为20~25℃，风速为0.3~0.5m/s，出丝速度为300~1000m/min，喷丝板孔径为0.2~0.8 mm，长径比为1：2~5。

9、可选地，所述包覆液的制备方法，包括如下步骤：

10、将聚烯烃弹性体、马来酸酐和引发剂混合后，进行接枝反应，得马来酸酐接枝聚烯烃弹性体；

11、将所述马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、有机溶剂、氨基硅油和催化剂混合后，进行酰胺化反应处理，得所述包覆液。

12、可选地，所述聚烯烃弹性体、马来酸酐和引发剂的质量比为1：0.02~0.10：0.005~0.02。

13、可选地，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或过氧化二叔丁基中的一种或几种。

14、可选地，所述接枝反应的温度为170~200℃，时间为3~8min。

15、可选地，所述马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、有机溶剂、氨基硅油和催化剂的质量体积比为1g：（5~20）ml：（0.1~0.5）g：（0.001~0.005）g。

16、可选地，所述氨基硅油为侧链氨基改性聚二甲基硅氧烷，氨值为0.3~0.6mmol/g。

17、可选地，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯或丁酮中的一种或几种；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种或两种。

18、可选地，所述酰胺化反应处理的温度为60~80℃，时间为2~4h。

19、可选地，所述涂覆液的制备方法，包括如下步骤：

20、将火山岩粉末、硅烷偶联剂和有机溶剂混合后，进行预处理，得改性功能性填料；

21、将聚醚二元醇和二异氰酸酯混合后，进行预聚反应，得预聚物；

22、将所述预聚物和缩水甘油混合后，进行封端反应，得环氧基封端聚氨酯预聚体；

23、将所述改性功能性填料和环氧基封端聚氨酯预聚体混合后，进行混合处理，然后加入胺类固化剂混合后，进行交联固化处理，得所述涂覆液。

24、可选地，所述火山岩粉末、硅烷偶联剂和有机溶剂的质量体积比为1g：（0.10~0.30）g：（8~15）ml。

25、可选地，所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

26、可选地，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙醇或丙酮中的一种或几种。

27、可选地，所述预处理在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为200~400r/min，温度为60~80℃，时间为3~6h。

28、可选地，所述聚醚二元醇和二异氰酸酯的质量比为1：0.8~1.5。

29、可选地，所述聚醚二元醇选自数均分子量为1000~3000的聚四氢呋喃醚二醇或聚氧化丙烯二醇中的一种或两种。

30、可选地，所述预聚反应的温度为70~85℃，时间为2~4h。

31、可选地，所述预聚物和缩水甘油的质量比为1：0.1~0.3。

32、可选地，所述封端反应的温度为60~75℃，时间为1~3h。

33、可选地，所述改性功能性填料、环氧基封端聚氨酯预聚体和胺类固化剂的质量比为1：0.2~0.6：0.05~0.20。

34、可选地，所述胺类固化剂选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺或聚醚胺中的一种或几种。

35、可选地，所述混合处理在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为500~1500r/min，温度为25~40℃，时间为15~60min。

36、可选地，所述交联固化处理在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为200~400 r/min，温度为30~50℃，时间为10~30min。

37、可选地，所述初生丝依次经过包覆液进行第一浸渍涂覆处理，再经过涂覆液进行第二浸渍涂覆处理时，走丝速度为100~500m/min。

38、可选地，所述第一浸渍涂覆处理后的带液率为5%~15%。

39、可选地，所述第二浸渍涂覆处理后的带液率为10%~25%。

40、可选地，所述第二浸渍涂覆处理的涂覆槽温度为40~60℃。

41、可选地，所述初生丝离开第二浸渍涂覆处理后，还进行预烘处理，所述预烘处理的温度为50~70℃，时间为5~30s。

42、可选地，所述回缩自卷曲处理在自然垂落条件下进行，温度为25~50℃，时间为10~60s。

43、可选地，所述热固化处理为程序固化处理，具体包括如下步骤：

44、将所述卷曲丝条在60~70℃的条件下加热处理10~20min，然后再在75~85℃的条件下加热处理15~25min，再在90~100℃的条件下加热处理5~10min。

45、第二方面，本技术提供了一种高弹保暖涤纶复合丝，由前述方案所述高弹保暖涤纶复合丝的制备方法制备得到。

46、第三方面，本技术提供了前述方案所述高弹保暖涤纶复合丝在功能性纺织材料中的应用。

47、本技术提供的高弹保暖涤纶复合丝实现了高弹性回复与保暖蓄热兼顾、纵向卷曲堆积成型与结构稳定性统一、柔性舒适与耐久回弹同步提升的深度协同，有效应对了传统涤纶丝弹性回复率不足、保暖与弹性难以兼顾、氨纶包芯丝耐久性差的问题。相较于现有技术，该高弹保暖涤纶复合丝具有弹性回复率高、保暖性能持久、结构稳定性好、耐疲劳性能优异的特点，同时兼具制备工艺可控、可规模化量产的优势，能够满足运动紧身衣、保暖内衣、护膝护腰及保暖填充絮片等对拉伸回弹和蓄热保暖均有较高要求的应用场景的使用需求，具备突出的实用价值与产业化应用潜力。