一种耐热防护型面料的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐热防护型面料的制备工艺，具体制备过程如下：将耐热型聚合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后通过干‑湿式纺丝法纺丝，然后经过水洗、干燥得到纤维丝，接着将得到的纤维丝进行纺织制备成防护面料。本发明专利技术在面料制备过程中使用的纤维是通过抗紫外线二苯甲酸、对苯二甲酸和4,6‑二氨基间苯二酚二盐酸盐聚合制备，直接将含有抗紫外线结构的抗紫外线二苯甲酸引入聚合物主链上，直接通过化学作用嵌段在聚合物中，使得制备的纤维具有较高均匀稳定的抗紫外线性能，不会由于摩擦或者洗涤而剥离。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热防护型面料的制备工艺
本专利技术属于面料制备领域，涉及一种耐热防护型面料的制备工艺。
技术介绍
聚对苯撑苯并双噁唑纤维由于自身的刚棒状分子结构高度的有序取向结构，是具有优异力学性能、耐热性能以及阻燃性能的有机纤维，因此被广泛应用于消防、隔热手套等高温防护领域，但是聚对苯撑苯并双噁唑纤维不耐紫外线照射，在紫外线作用下照射100h后其拉伸强度保持率降低至50％以下，大大影响其制备的面料的使用，现有技术中为了提高其抗紫外线性能，通过在纤维的表面包覆一层抗紫外线涂层或者是在纤维熔融制备过程中加入抗紫外线剂，直接通过物理作用混合，但是由于制备的面料在长期摩擦或者是清洗作用下，容易造成表面的抗紫外线成分剥离，进而造成含量减少，影响其抗紫外线性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐热防护型面料的制备工艺，该面料制备过程中使用的纤维是通过抗紫外线二苯甲酸、对苯二甲酸和4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐聚合制备，直接将含有抗紫外线结构的抗紫外线二苯甲酸引入聚合物主链上，直接通过化学作用嵌段在聚合物中，使得制备的纤维具有较高均匀稳定的抗紫外线性能，不会由于摩擦或者洗涤而剥离，进而解决了现有技术中为了提高其抗紫外线性能，通过在纤维的表面包覆一层抗紫外线涂层或者是在纤维熔融制备过程中加入抗紫外线剂，直接通过物理作用混合，但是由于制备的面料在长期摩擦或者是清洗作用下，容易造成表面的抗紫外线成分剥离，进而造成含量减少，影响其抗紫外线性能的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐热防护型面料的制备工艺，具体制备过程如下：第一步，向反应罐中不断的通氮气20-30min，然后向其中加入一定量的4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐、抗紫外线二苯甲酸、对苯二甲酸、氯化亚锡和多聚磷酸，氮气保护下升温至80-83℃反应1.5h，然后再向其中加入五氧化二磷，程序升温至不同温度反应26h，将得到的产物依次用去离子水、乙醇洗涤5-8次后烘干，得到耐热型聚合物；第二步，将第一步中制备的耐热型聚合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后通过干-湿式纺丝法纺丝，然后经过水洗、干燥得到纤维丝，接着将得到的纤维丝进行纺织制备成防护面料。将抗紫外线二苯甲酸和对苯二甲酸两种二元酸同时与4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐进行聚合反应，制备的聚对苯撑苯并二噁唑中由于抗紫外线二苯甲酸中的两个苯甲酸基团之间存在扭曲的非平面结构，造成破坏了主链分子的公平面结构和刚性棒状分子结构，进而造成制备的聚合物耐高温性能降低，但是由于每个抗紫外线二苯甲酸中引入了硅氧烷键，又提高了聚合物的耐高温性能，使得制备的聚合物耐高温性能不会降低太大。通过将抗紫外线二苯甲酸直接嵌段在耐热聚合物主链上，使得抗紫外线二苯甲酸直接通过化学键作用接枝在聚合物上，由于抗紫外线二苯甲酸中含有邻羟基苯并三唑结构，由于氧原子的电负性大于氮原子的电负性，电子云的密度偏向于氧原子，化合物以分子内氢键的酚式结构稳定存在，经过紫外线照射聚合物会吸收紫外光能量，氮原子上的电子云密度增加，分子内氢键断裂，质子由氧原子转移到氮原子上，然后经过氧原子上电子转移到苯环碳原子上，形成醌式结构，由于碳负离子存在，结构不稳定，通过释放热量又转变为酚式结构，进而实现光能转变为热能，使得一部分紫外线能量转换为热能，一部分吸收，而吸收的能量会作用于耐热型聚合物，聚合物生成烷基自由基、烷氧自由基和过氧烷基自由基，同时吸收的紫外线能量也作用于受阻胺基团，受阻胺基团生成氮氧自由基，其中氮氧自由基具有捕获自由基的性能，能够高效的捕获聚合物生成的烷基自由基、烷氧自由基和过氧烷基自由基，进而使得耐热型聚合物不会通过自由基进行氧化。优选地，第一步中4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐、抗紫外线二苯甲酸和对苯二甲酸按照物质的量之比为1:0.76-0.78:0.26-0.29份比例混合，每摩尔4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐中加入氯化亚锡7.2-7.3g，加入多聚磷酸8.25-8.27kg，加入五氧化二磷670-675g；优选地，第一步中程序升温过程为升温至130℃反应3h，升温至160℃反应13h，升温至180℃反应10h。其中硅烷基受阻胺的具体制备方法为：将2,2,6,6四甲基哌啶酮溶于丙酮配置成质量浓度为40％的反应液，然后将3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和配置的反应液同时加入反应罐中，升温至70-75℃回流反应2-3h，然后进行蒸馏回收丙酮得到固体产物，将固体产物用水洗涤4-5次后干燥得到硅烷基受阻胺。本专利技术3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中含有环氧基团，能够与2,2,6,6四甲基哌啶酮中的氨基进行碱性开环反应，进而使得受阻胺中引入硅烷基，能够有效提高受阻胺的耐高温性能。优选地，2,2,6,6四甲基哌啶酮和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷按照物质的量之比为1:0.95-0.96的比例混合。抗紫外线二苯甲酸的制备方法如下：步骤1：将质量浓度为2％的氢氧化钠溶液、丙酮同时加入反应罐中，升温至60-70℃，然后向其中加入2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑和硅烷基受阻胺，恒温回流反应7-8h，减压蒸馏回收溶剂至反应物呈粘稠状，趁热出料，稍冷后析出结晶，过滤、水洗烘干，得到二苯并三唑基受阻胺；碱性条件下，碱夺取硅烷基受阻胺羰基两个邻位碳原子上的活泼氢，生成两个碳负离子，碳负离子能够与2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑发生1,4-共轭加成，形成的加成物从溶剂中夺取一个质子形成烯醇，然后再进行互变异构形成产物；步骤2：将98％的苯胺加入反应罐中，搅拌加热至80℃，加入丙酮溶液和质量浓度为38％的盐酸溶液，再加入二苯并三唑基受阻胺，升温至105-108℃，将罐内的空气排除后，继续升温至130-133℃，控制反应罐内压力维持在0.16-0.17MPa，保温反应10-10.5h，停止加热，加水稀释，加碱中和，然后蒸馏除去未反应的苯胺，并收集丙酮溶剂，冷却结晶后依次用水-乙醇洗涤烘干，得到双苯胺基抗紫外线剂；苯胺中的氨基为较强的给电子基团，能够活化苯环，在质子酸的催化作用下，能够与醛和酮在对位上进行烃化反应；步骤3：将双苯胺基抗紫外线剂、无水硫酸镁和DMF同时加入反应罐中，搅拌混合3-5min后向其中逐滴滴加质量浓度为60％的对甲酰苯甲酸乙醇溶液，控制2h内滴加完全，升温至70-75℃回流反应10-12h，蒸馏回收溶剂，然后依次用水和乙醇洗涤烘干，得到抗紫外线二苯甲酸；双苯胺基抗紫外线剂中含有伯胺基团，能够与对甲酰苯甲酸中的醛基进行亲核加成反应，形成含有-C＝N-键的化合物。优选地，步骤1中2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑、硅烷基受阻胺、质量浓度为2％的氢氧化钠、丙酮质量比为1：0.65-0.66:0.21-0.23：7-7.5；优选地，步骤2中每千克二苯并三唑基受阻胺中加入苯胺190-198g，加入丙酮1.71-1.74kg，加入38％的盐酸溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热防护型面料的制备工艺，其特征在于，具体制备过程如下：/n第一步，向反应罐中不断的通氮气20-30min，然后向其中加入一定量的4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐、抗紫外线二苯甲酸、对苯二甲酸、氯化亚锡和多聚磷酸，氮气保护下升温至80-83℃反应1.5h，然后再向其中加入五氧化二磷，程序升温至不同温度反应26h，将得到的产物依次用去离子水、乙醇洗涤5-8次后烘干，得到耐热型聚合物；/n第二步，将第一步中制备的耐热型聚合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后通过干-湿式纺丝法纺丝，然后经过水洗、干燥得到纤维丝，接着将得到的纤维丝进行纺织制备成防护面料。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热防护型面料的制备工艺，其特征在于，具体制备过程如下：
第一步，向反应罐中不断的通氮气20-30min，然后向其中加入一定量的4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐、抗紫外线二苯甲酸、对苯二甲酸、氯化亚锡和多聚磷酸，氮气保护下升温至80-83℃反应1.5h，然后再向其中加入五氧化二磷，程序升温至不同温度反应26h，将得到的产物依次用去离子水、乙醇洗涤5-8次后烘干，得到耐热型聚合物；
第二步，将第一步中制备的耐热型聚合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后通过干-湿式纺丝法纺丝，然后经过水洗、干燥得到纤维丝，接着将得到的纤维丝进行纺织制备成防护面料。


2.根据权利要求1所述的一种耐热防护型面料的制备工艺，其特征在于，第一步中4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐、抗紫外线二苯甲酸和对苯二甲酸按照物质的量之比为1:0.76-0.78:0.26-0.29份比例混合，每摩尔4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐中加入氯化亚锡7.2-7.3g，加入多聚磷酸8.25-8.27kg，加入五氧化二磷670-675g。


3.根据权利要求1所述的一种耐热防护型面料的制备工艺，其特征在于，第一步中程序升温过程为升温至130℃反应3h，升温至160℃反应13h，升温至180℃反应10h。


4.根据权利要求1所述的一种耐热防护型面料的制备工艺，其特征在于，抗紫外线二苯甲酸的制备方法如下：
步骤1：将质量浓度为2％的氢氧化钠溶液、丙酮同时加入反应罐中，升温至60-70℃，然后向其中加入2-[2-羟基-5-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]苯基]-2H-苯并三唑和硅烷基受阻胺，恒温回流反应7-8h，减压蒸馏回收溶剂至反应物呈粘稠状，趁热出料，稍冷后析出结晶，过滤、水洗烘干，得到二苯并三唑基受阻胺；
步骤2：将98％的苯胺加入反应罐中，搅拌加热至80℃，加入丙酮溶液和质量浓度为38％的盐酸溶液，再加入二苯并三唑基受阻胺，升温至105-108℃，将罐内的空气排除后，继续升温至130-133℃，控制反应罐内压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢再佰，徐敏，
申请(专利权)人：卢再佰，
类型：发明
国别省市：广西;45