本发明涉及一种低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝及其制备方法，应用于需要低温定型的弹性织物中。
背景技术：
：细旦、超细旦丙纶长丝有着轻便、舒适、保暖、单向导湿排汗、轻环保等优点，在服装面料的应用上有巨大的市场空间和潜力，但由于丙纶的玻璃化温度和熔点低，一直制约了他的使用空间，特别在弹性服装面料上，由于市场上用于弹性面料的弹力丝，主要是氨纶，氨纶在弹性织物中形成牢固经纬结点的定型温度要达到190℃，远远大于丙纶长丝的熔点。技术实现要素：本发明的目的在于克服氨纶在弹性织物中定型温度高的缺点，提供一种低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝的制备方法，使其在服装面料上与细旦、超细旦丙纶长丝和棉纱交织，弹力丝经纬线结点牢固，形成网状结构，使服装面料可随心裁，具有广泛的应用前景。本发明所述的低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝，由皮层和芯层构成，所述皮层材料占复合单丝的20～30wt%，芯层材料占复合单丝的70～80wt%，其中，所述皮层材料由94～100wt%的三元共聚聚丙烯和0～6wt%的色母粒组成；芯层材料由94～98wt%的tpu切片和2～6wt%的预聚体组成；预聚体由20～40wt%的二异氰酸酯和60～80wt%的聚酯二醇构成。本发明，所述tpu为线性聚酯型热塑性聚氨酯弹性体；聚酯二醇是相对分子质量为1000～2000的聚已二酸丁二醇酯；二异氰酸酯是：4,4′=苯基甲烷=二异氰酸酯；三元共聚聚丙烯选用燕山石化型号为c5908的产品。本发明所述低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝的制备方法，包括以下步骤：（1）将三元共聚聚丙烯和色母粒按比例计量，通过了混料设备混合均匀，倒入皮层螺杆挤出机的料斗中，由皮层螺杆挤出机熔融送料，通过增压计量泵送进复合纺丝箱中的复合组件的皮层腔中；（2）同时，将干燥的tpu切片倒入具有保温的料斗中，经芯层螺杆挤出机熔融送料，在螺杆挤出机出口处通过增压计量泵计量，进入静态混合器；将二异氰酸酯和聚酯二醇通过预聚体螺杆挤出机加热反应制成预聚体，预聚体由计量泵输送进入静态混合器与熔融状态的tpu混合均匀；经过静态混合器混合均匀的熔融物料再经过增压计量泵计量进入复合纺丝箱中的复合组件的芯层腔中，与皮层腔中的皮层原料进行复合纺丝；（3）纺丝进入甬道原丝，通过侧吹风，风温控制20～26℃，风速控制在0.1～0.3m/min连续纺丝；（4）冷却后的原丝进入油轮充分均匀上油，入瓷件导丝器，导入卷绕设备进行卷绕成形，通过平衡从而获得了皮芯机构的低温高弹力丙纶长丝。本发明，所述的tpu切片干燥是指将tpu切片在真空转鼓中进行干燥，温度控制在60～80℃范围内，真空度99.9kpa以上干燥6～8小时，达到含水率50～80ppm之内，干燥后不能再吸湿返潮。（5）工艺流程：如图1所示。（6）温度控制：a）tpu干燥的温度控制：tpu在真空转鼓中进行干燥，温度控制在60～80℃左右，真空度99.9kpa以上；b）皮层螺杆挤出机各区温度控制在130～210℃；c）芯层螺杆挤出机各区温度控制在140～220℃；d）复合纺丝箱温度控制在180～210℃；（7）冷却风温及风速控制：a）风温20～25℃；b）风速0.1～0.3m/min。本发明，所述复合纺丝箱、复合纺丝组件和静态混合器为市售产品。其中，复合纺丝箱采用北京中丽化纤机械有限公司生产的产品；复合纺丝组件采用江苏常州纺丝精密机械有限公司生产的产品；静态混合器采用北京中丽化纤机械有限公司生产的产品。本发明，具有如下特点：（1）由于低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝采用皮层和芯层复合结构，皮层以低熔点的三元共聚聚丙烯（三元共聚pp）为主要原料，芯层采用tpu切片为主要原料，其制成的皮芯复合单丝保持tpu（氨纶）原有的弹性和高熔点（190℃）骨架，皮层采用三元共聚pp既有一定弹性，其熔点低至130℃，远低于丙纶（聚丙烯纤维丝）熔化的熔点（160℃），以本发明皮芯复合单丝与丙纶和棉纱交织成的面料，经低温（130℃）整烫定型后布料平整，弹力丝交叉线结点牢固，形成网状结构，裁剪后不会翻边起皱，做到随心裁的效果，该发明更好地推动细旦、超细旦丙纶长丝在服装面料的应用，使服装上更大的发展，带给人们更舒适的穿着体验，提供了更多更好的选择。（2）在芯层中加入由二异氰酸酯和聚酯二醇构成的预聚体，其作用在于：一方面可降低tpu切片的熔化温度，使纺丝可在较低温度下进行，另一方面预聚体中的二异氰酸酯和聚酯基在纤维形成过程中能在tpu大分子间形成化学交联，从而提高纤维的力学性能。附图说明图1为本发明工艺流程示意图。具体实施方式实施例1、50d的本白皮芯结构低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝，纺丝速度500m/min。（1）把tpu在真空转鼓中进行干燥，温度控制在60～80℃范围内，真空度99.9kpa以上干燥6～8小时，达到含水率50～80ppm之内，倒入有保温的芯层材料的料斗中，通过芯层螺杆挤出机熔融，剪切送料，在螺杆出口处通过增压计量泵，设定转速计量输送97wt%熔融的tpu，进入静态混合器；将30wt%的二异氰酸酯和70wt%的聚酯二醇混合均匀后，通过预聚体螺杆挤出机加热反应制成预聚体，设定转速计量输送3wt%预聚体，进入静态混合器；预聚体与熔融状态的tpu经过静态混合器混合均匀，混合均匀后的熔融物料再经过增压计量泵计量，设定转速计量，质量比占80%的熔体进入复合纺丝箱中的复合组件的芯层腔中，与皮层腔中的皮层物料进行复合纺丝。其中，芯层腔的压力表控制压力在5～7mpa，保证芯腔中的压力稳定。芯层螺杆挤出机各区的温度设定：1区℃140～160℃2区℃160～180℃3区℃170～180℃4区℃170～190℃5区℃180～220℃静态混合器℃180～220℃复合纺丝箱℃180～210℃（2）选用燕山石化型号为c5908的三元共聚pp粒料，倒入皮层螺杆挤出机的料斗中，通过皮层螺杆挤出机熔融剪切送料，进入增压计量泵，设定转速计量，质量比占20%的熔体进入复合纺丝箱中的复合组件的皮层腔中，与芯层腔中的芯层物料进行复合纺丝。其中，皮层腔的压力表控制压力在5～7mpa，保证皮层腔中的压力稳定，以及保证皮芯层腔中的压力基本一致。皮层螺杆挤出各区的温度设定：1区℃130～200℃2区℃130～200℃3区℃130～200℃4区℃130～200℃5区℃130～200℃（3）复合纺丝的原丝进入侧吹风的风温在20～26℃，风速0.1～0.3m/min的甬道中冷却和拉伸。（4）冷却后的原丝进入油轮充分均匀上油，入瓷件导丝器，导入卷绕设备进行卷绕成形，通过平衡从而获得了皮层占20%芯层占80%本白颜色的低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝。（5）低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝性能：纤度50d强度（cn/dtex）0.9～1.0伸长率（%）450～500100%定伸恢复率90%左右实施例2、50d的黑色皮芯机构的低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝，纺丝速度500m/min。（1）把tpu在真空转鼓中进行干燥，温度控制在60～80℃范围内，真空度99.9kpa以上干燥6～8小时，达到含水率50～80ppm之内，倒入有保温的芯层材料的料斗中，通过芯层螺杆挤出机熔融，剪切送料，在螺杆出口处通过增压计量泵，设定转速计量输送95wt%熔融的tpu，进入静态混合器；将35wt%的二异氰酸酯和65wt%的聚酯二醇混合均匀后，通过预聚体螺杆挤出机加热反应制成预聚体，设定转速计量输送5wt%预聚体，进入静态混合器；预聚体与熔融状态的tpu经过静态混合器混合均匀，混合均匀后的熔融物料再经过增压计量泵计量，设定转速计量，质量比占75%的熔体进入复合纺丝箱中的复合组件的芯层腔中，与皮层腔中的皮层物料进行复合纺丝。其中，芯层腔的压力表控制压力在5～7mpa，保证芯腔中的压力稳定。芯层螺杆挤出机各区的温度设定：1区℃140～160℃2区℃160～180℃3区℃170～180℃4区℃170～190℃5区℃180～220℃静态混合器℃180～220℃复合纺丝箱℃180～210℃（2）选用燕山石化型号为c5908的三元共聚pp粒料，按97wt%的三元共聚聚丙烯加入3wt%的黑色母粒，通过混料机混合5分钟后，倒入皮层螺杆挤出机的料斗中，通过皮层螺杆挤出机熔融剪切送料，进入增压计量泵，设定转速计量，质量比占25%的熔体进入复合纺丝箱中的复合组件的皮层腔中，与芯层腔中的芯层物料进行复合纺丝。其中，皮层腔的压力表控制压力在5～7mpa，保证皮层腔中的压力稳定，以及保证皮芯层腔中的压力基本一致。皮层螺杆挤出机各区稳定设定：1区℃130～200℃2区℃130～200℃3区℃130～200℃4区℃130～200℃5区℃130～200℃（3）复合纺丝的原丝以进入侧吹风的风湿在20～26℃，风速0.1～0.3m/min的甬道中冷却的拉伸。（4）冷却后的原丝进入油轮充分均匀上油，入瓷件导丝器，导入卷绕设备进行卷绕成形，通过平衡从而获得了皮层占25wt%，芯层占75wt%的黑色低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝。（5）低熔点高弹力三元共聚pp-tpu皮芯复合单丝性能：纤度50d强度（cn/dtex）0.9～1.0伸长率（%）430～480100%定伸恢复率90%左右当前第1页12