【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃纤维，具体涉及一种锦纶阻燃纤维及其制备工艺。
技术介绍
1、锦纶纤维具有优良的物理性质和纺织性能，具有优良的耐磨耐油性、耐低温、耐化学药品，而且强度高、抗冲击，易于染色，因此被广泛地被用于制作各种室内装饰织物，织带，床上用品、沙发、帐篷以及降落伞等。但是由于其分子结构特性，属于易燃材料，并且燃烧时易产生熔滴现象，给日常使用带来巨大的安全隐患。此外，锦纶纤维还存在吸湿性差、不透气、易起静电等缺点。
2、针对锦纶纤维存在的缺点，可以对其进行改性提高纤维的性能，例如，添加具有阻燃性能的水滑石，但是想达到预想的阻燃效果，需要添加大量的水滑石，因此需要对水滑石进行处理，利用有机和无机阻燃剂结合，实现少量添加但阻燃效果好；添加具有一定透气性的二氧化硅来改善纤维的透气性，同时对二氧化硅进行表面改性，提高纤维的抗静电性能。因此，通过以上的改性，研究者们可以制备出一种具有优异的阻燃性能、抗静电性能和透气性的锦纶纤维。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种锦纶阻燃纤维及其制备工艺。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种锦纶阻燃纤维，包括以下重量份的原料：锦纶6切片100份、改性水滑石3-5份，增强填料2-6份，抗氧剂0.3-0.6份，润滑剂0.2-0.5份；
4、所述改性水滑石由以下步骤制备：
5、步骤a1、将二氯磷酸甲酯和乙腈加入烧瓶中搅拌混合均匀，升高体系温度至60-70℃，分三
6、步骤a2、将去离子水加热至煮沸状态，加入zn(no3)2·6h2o、al(no3)3·9h2o和mg(no3)2·6h2o搅拌30min，再将混合液转移至烧杯中，并维持体系温度在70℃，调节体系ph为10.5-11.3，再持续搅拌3-4h，可得水滑石前驱体，再向水滑石前驱体中加入n/p插层剂继续搅拌3-5h，待反应结束后，离心、洗涤、干燥，即得改性水滑石；
7、进一步地，步骤a1中二氯磷酸甲酯、乙腈和n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液的用量比为0.01-0.03mol：100ml：100ml，n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液是由n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠和乙腈以0.02-0.06mol：100ml的用量比混合搅拌而成；
8、进一步地，步骤a2中去离子水、zn(no3)2·6h2o、al(no3)3·9h2o、mg(no3)2·6h2o和n/p插层剂的用量比为100ml：0.03-0.06mol：0.03-0.04mol：0.03-0.06mol：0.03-0.06mol。
9、所述增强填料由以下步骤制备：
10、步骤b1、将双（2-（2-甲氧基乙氧基）乙基）胺加入含有甲醇的烧瓶中，在氮气条件下，搅拌混合均匀，然后边搅拌边滴加1-戊烯，滴加结束后升温至35℃，反应4-5h，待反应结束后，旋蒸，即得中间产物1；
11、步骤b2、将环氧氯丙烷加入甲醇中混合搅拌均匀，在油浴条件下升温至60-70℃，在搅拌条件下缓慢加入中间产物1，继续搅拌4-6h，待反应结束后冷却至室温，减压蒸馏、洗涤，即得中间产物2；
12、步骤b3、将中间产物2加入含有甲醇的烧瓶中搅拌混合均匀，升高温度至45-55℃，缓慢加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氮气条件下搅拌反应8-12h，待反应结束后，减压蒸馏、洗涤、干燥，即得含醚键功能产物；
13、步骤b4、将纳米二氧化硅分散在乙醇和去离子水的混合液中，超声分散30min，再加入功能产物，并升温至60-70℃反应4-6h，待反应结束后，即得增强填料；
14、进一步地，步骤b1中双（2-（2-甲氧基乙氧基）乙基）胺、甲醇和1-戊烯的用量比为0.01-0.03mol：100ml：0.01-0.03mol；
15、进一步地，步骤b2中环氧氯丙烷、甲醇和中间产物1的用量比为0.1-0.2mol：200ml：0.1-0.2mol；
16、进一步地，步骤b3中中间产物2、甲醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为0.1-0.2mol：100ml：0.1-0.2mol；
17、进一步地，步骤b4中纳米二氧化硅、乙醇、去离子水和含醚键功能产物的用量比为1g：80ml：20ml：0.5-1g。
18、一种锦纶阻燃纤维的制备工艺包括以下步骤：
19、按重量份称取原料，将锦纶6切片、改性水滑石、增强填料、抗氧剂和润滑剂依次加入高速混合机中以600-800rpm的转速混合搅拌10-15min，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，再将造粒通过fdy式高速纺丝机进行熔融纺丝，即得锦纶阻燃纤维；
20、进一步地，熔融纺丝工艺温度为一区220-230℃，二区230-240℃，三区230-245℃，四区235-245℃，纺丝速度为4000-7000m/min，牵伸倍率为3-5倍。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术制备的锦纶纤维通过添加改性水滑石和增强填料，不仅提高了锦纶纤维的阻燃性能，还提高了抗静电性能和透气性能，其中，改性水滑石中掺杂的锌在燃烧时起抗熔滴作用，同时水滑石的层间进行插层改性，进一步提高了基体的阻燃性能；增强填料是以二氧化硅为基底，利用硅烷偶联剂在其表面进行改性，提高了基体的阻燃性、抗静电性能以及透气性。
23、改性水滑石中先利用二氯磷酸甲酯中的氯原子与n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠中的羟基反应，得到n/p插层剂；再利用zn(no3)2·6h2o、al(no3)3·9h2o和mg(no3)2·6h2o分别作为锌源、铝源和镁源制备得到水滑石前驱体，再利用n/p插层剂中带负电的磺酸根离子通过吸附作用和交换作用进行插层改性，得到改性水滑石。改性水滑石的加入提高了基体的阻燃性能，这是由于水滑石在受热分解时，释放出的大量水和二氧化碳能稀释和阻隔可燃气体，同时热分解产生的镁铝氧化物与聚合物燃烧时产生的炭化物能在基体表面形成保护层，进一步阻隔氧的侵入达到气相-固相阻燃的效果；锌元素在基体燃烧时形成锌化物，锌化物能与聚合物分子受热分解时产生的氨基发生络合作用，促进分解的基体交联成炭，使基体凝聚在锌化物周围，避免了燃烧造成的聚合物转移，起抗熔滴作用；n/p插层剂的引入进一步提高了水滑石的阻燃性能，这是由于插层剂中引入了磷酸酯和n源，磷酸酯在燃烧时受热分解成p·、po·和po2·等含磷自由基并作为自由基清除剂，捕捉气相中的活泼自由基h·和oh·等，实现自由基淬灭，稀释气相中的可燃物浓度，中断燃烧的自由基链式反应，并且能够生成含氧磷酸，促进基体生成致密的炭层，从而提高了基体的阻燃性能，此外，n源受热分解产生的nh3、n2和nox等惰性气体，能稀释空气中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，包括以下重量份的原料：锦纶6切片100份、改性水滑石3-5份，增强填料2-6份，抗氧剂0.3-0.6份，润滑剂0.2-0.5份；
2.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤A1中二氯磷酸甲酯、乙腈和N，N-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液的用量比为0.01-0.03mol：100mL：100mL，N，N-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液是由N，N-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠和乙腈以0.02-0.06mol：100mL的用量比混合搅拌而成。
3.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤A2中去离子水、Zn(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和N/P插层剂的用量比为100mL：0.03-0.06mol：0.03-0.04mol：0.03-0.06mol：0.03-0.06mol。
4.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，所述增强填料由以下步骤制备：
5.根据权利要求4所述的一种锦纶阻燃纤维，
6.根据权利要求4所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤B2中环氧氯丙烷、甲醇和中间产物1的用量比为0.1-0.2mol：200mL：0.1-0.2mol。
7.根据权利要求4所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤B3中中间产物2、甲醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为0.1-0.2mol：100mL：0.1-0.2mol。
8.根据权利要求4所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤B4中纳米二氧化硅、乙醇、去离子水和含醚键功能产物的用量比为1g：80mL：20mL：0.5-1g。
9.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种锦纶阻燃纤维的制备工艺，其特征在于，熔融纺丝工艺温度为一区220-230℃，二区230-240℃，三区230-245℃，四区235-245℃，纺丝速度为4000-7000m/min，牵伸倍率为3-5倍。
...【技术特征摘要】
1.一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，包括以下重量份的原料：锦纶6切片100份、改性水滑石3-5份，增强填料2-6份，抗氧剂0.3-0.6份，润滑剂0.2-0.5份；
2.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤a1中二氯磷酸甲酯、乙腈和n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液的用量比为0.01-0.03mol：100ml：100ml，n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠乙腈溶液是由n，n-二（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠和乙腈以0.02-0.06mol：100ml的用量比混合搅拌而成。
3.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，步骤a2中去离子水、zn(no3)2·6h2o、al(no3)3·9h2o、mg(no3)2·6h2o和n/p插层剂的用量比为100ml：0.03-0.06mol：0.03-0.04mol：0.03-0.06mol：0.03-0.06mol。
4.根据权利要求1所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于，所述增强填料由以下步骤制备：
5.根据权利要求4所述的一种锦纶阻燃纤维，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜应，谭延坤，
申请(专利权)人：福建鑫森合纤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。