一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法转让专利

申请号 : CN201210488880.2

文献号 : CN102965754B

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发明人 : 凌荣根凌荣潮周先何段树军徐光宇杨宝华

申请人 : 浙江理工大学

摘要 :

一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,它采用如下步骤:A)将硫酸镁晶须、碱式氯化镁晶须、镁盐晶须、坡缕石四种材料混合均匀后,在真空炉中焙烧,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散,然后常压等离子处理,再在含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、清洗,取溶液上层悬浮晶须经过滤,取改性晶须混合液,并重复操作直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;B)取步骤A)得到的改性晶须,与三氧化二锑、六溴环十二烷铝、硬脂酸钙、PP-g-MAH增容剂,在混合机中搅拌,再加入等规聚丙烯粉,混合搅拌后得到阻燃抗菌等规聚丙烯;C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm,在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。

权利要求 :

1.一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,其特征在于该制造方法采用如下步骤:

A)按质量份数取8-12 份表征参数直径为0.1-2μm、长度为5-10μm 的硫酸镁晶须,

6-10份表征参数直径为0.2-1μm、长度为6-12μm 的碱式氯化镁晶须,8-12 份表征参数直径为0.2-0.8μm、长度为6-10μm 的镁盐晶须,18-22 份表征参数直径为0.1-0.8 μm、长度为6-12μm的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在300-400℃真空炉中焙烧4-6h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min,然后常压等离子处理10-20min,再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min,取溶液上层悬浮晶须经160目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作3-5 次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;

B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15 份,与三氧化二锑1-1.5 份、六溴环十二烷铝2-3 份、硬脂酸钙0.2-0.4 份、PP-g-MAH 增容剂1.5-2 份,在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min,再加入等规聚丙烯粉90-110 份,密闭搅拌混合反应

30-45min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯;

C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm,在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。

2.根据权利要求1 所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,其特征在于所述的步骤中:

步骤A),按质量份数取10 份表征参数直径为0.1-2μm、长度为5-10μm 的硫酸镁晶须,8 份表征参数直径为0.2-1μm、长度为6-12μm 的碱式氯化镁晶须,10 份表征参数直径为0.2-0.8μm、长度为6-10μm 的镁盐晶须,20 份表征参数直径为0.1-0.8 μm、长度为

6-12μm的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在350℃真空炉中焙烧5h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min,然后常压等离子处理15min,再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min,取溶液上层悬浮晶须经160 目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作4 次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;

步骤B),按质量份数取A)得到的改性晶须12 份,与三氧化二锑1.2 份、六溴环十二烷铝2.5 份、硬脂酸钙0.3 份、PP-g-MAH 增容剂1.8 份,在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应

55min,再加入等规聚丙烯粉100 份,密闭搅拌混合反应40min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯。

说明书 :

一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,所述阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝(BCF),包括硫酸镁晶须、镁盐晶须、坡缕石、碱式氯化镁晶须、三氧化二锑、六溴环十二烷、等规聚丙烯等,属于纺织纤维制造技术领域。

背景技术

[0002] 聚丙烯纤维,也被称PP纤维或丙纶。是一种用等规聚丙烯熔融纺制的纤维。它最大优点是质轻,比一般化学纤维轻20-30%。聚丙烯纤维对无机酸、碱稳定性很好;不发霉,不腐烂,不怕虫蛀。
[0003] 聚丙烯膨体长丝的缩略代号为BCF,聚丙烯BCF是将聚丙烯未拉伸丝(UDY)经拉伸,变形或再经网络加工成BCF长丝。聚丙烯BCF以其稳定的三维卷曲性,良好的手感和高蓬松性、弹性和覆盖性,耐腐蚀,密度小,强度较高,且价格低廉。广泛应用于地毯织造,汽车坐垫和装饰织物等室内家纺应用领域。
[0004] 聚丙烯纤维熔点低(170℃)、极限氧指数低(<18),属易燃纤维,且燃烧热高,易产生大量熔滴,极易传播火焰。高分子纤维一方面给人类提供了丰富多彩的物质条件,另一方面也给人类埋伏了很多的火灾隐患。为了提高高分子纤维的阻燃性,必须引入含阻燃元素材料,如添加含氯、溴、磷、锑等元素的有机化合物,制得共混型或共聚型阻燃纤维,用以减低纤维的易燃性。此种方法制造的高分子阻燃纤维,随着添加阻燃、抗菌剂,纤维强度趋弱,纺丝、织造困难。
[0005] 多年来科技工作者针对聚丙烯纤维存在的缺陷,进行了大量的改性研究,用各种有机、无机化合物等材料与聚丙烯共混、以期制得具有特殊性能和功能的聚丙烯纤维,如阻燃、可染、抗静电等。
[0006] 晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1~10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值。具有强度高、耐热、阻燃、抗菌、导电、吸波等功能,在高分子材料中加入少量晶须,便能增强、增韧,还可提高耐热性等。是一种理想的高分子材料改性剂,具有广泛的应用领域。
[0007] 无机晶须熔点很高,通常都在1000℃以上,正好弥补了高分子材料在耐热方面的不足,使体系的玻璃化转变温度和热变形温度均有升高,具有阻燃性能。应用最为广泛的是碱式硫酸镁晶须,由于其分子中的结晶水在燃烧时发生脱水反应,可吸收大量的热能来降低基材的温度。此外,生成的水蒸汽既能稀释火焰区反应气体的浓度,又能吸收烟雾,起到阻燃和消烟的作用。
[0008] 碱式氯化镁晶须是新型的阻燃、增强纤维材料。碱式氯化镁晶须外观呈白色粉末,松散,晶须呈微细纤维状。碱式氯化镁晶须、镁盐晶须均具有良好的阻燃效果。比常用阻燃材料更为优越。
[0009] 坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。坡缕石晶体呈毛发状或2
纤维状。晶体内部呈多孔道,具有很大的比表面积和吸附能力,比表面大可达500m/g以上,吸水性可达到150%以上。具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力。是一种理想的高分子材料增强剂和高分子材料功能改性剂,具有广泛的应用领域。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法。
[0011] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,它采用如下步骤:
[0012] A)按质量份数取8-12份表征参数直径为0.1-2um、长度为5-10um的硫酸镁晶须,6-10份表征参数直径为0.2-1um、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须,8-12份表征参数直径为0.2-0.8um、长度为6-10um的镁盐晶须,18-22份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为
6-12um的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在300-400℃真空炉中焙烧4-6h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min,然后常压等离子处理10-20min,再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min,取溶液上层悬浮晶须经160目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作3-5次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;
[0013] B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15份,与三氧化二锑1-1.5份、六溴环十二烷铝2-3份、硬脂酸钙(CaSt)0.2-0.4份、PP-g-MAH增容剂1.5-2份,在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min,再加入等规聚丙烯粉90-110份,密闭搅拌混合反应30-45min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯;
[0014] C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm,在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。
[0015] 本发明的优选技术方案是:所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法采用如下步骤:
[0016] 步骤A),按质量份数取10份表征参数直径为0.1-2um、长度为5-10um的硫酸镁晶须,8份表征参数直径为0.2-1um、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须,10份表征参数直径为0.2-0.8um、长度为6-10um的镁盐晶须,20份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在350℃真空炉中焙烧5h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min,然后常压等离子处理15min,再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min,取溶液上层悬浮晶须经160目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作4次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;
[0017] 步骤B),按质量份数取A)得到的改性晶须12份,与三氧化二锑1.2份、六溴环十二烷铝2.5份、硬脂酸钙0.3份、PP-g-MAH增容剂1.8份,在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应55min,再加入等规聚丙烯粉100份,密闭搅拌混合反应40min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯。
[0018] 本发明在所述步骤C)中,也可将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯熔融纺制成FDY、DTY或短纤维。
[0019] 本发明是在等规聚丙烯中添加具有纤维增强作用,同时具有抗菌、阻燃作用的硫酸镁晶须、镁盐晶须、坡缕石、碱式氯化镁晶须、六溴环十二烷等;通过熔融纺丝手段制成阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体丝;这种BCF纤维强度高,阻燃、抗菌功能好;可广泛应用于地毯,窗帘、床上用品、汽车坐垫和装饰织物等室内应用,特别适用于公共活动场所的防火安全要求。

具体实施方式

[0020] 下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍:本发明所述的一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,该制造方法采用如下步骤:
[0021] A)按质量份数取8-12份表征参数直径为0.1-2um、长度为5-10um的硫酸镁晶须,6-10份表征参数直径为0.2-1um、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须,8-12份表征参数直径为0.2-0.8um、长度为6-10um的镁盐晶须,18-22份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为
6-12um的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在300-400℃真空炉中焙烧4-6h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min,然后常压等离子处理10-20min,再在含硬脂酸钙分散液的60-70℃去离子水中超声波分散、清洗25-35min,取溶液上层悬浮晶须经160目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作3-5次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;
[0022] B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15份,与三氧化二锑1-1.5份、六溴环十二烷铝2-3份、硬脂酸钙(CaSt)0.2-0.4份、PP-g-MAH增容剂1.5-2份,在70-80℃条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min,再加入等规聚丙烯粉90-110份,密闭搅拌混合反应30-45min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯;
[0023] C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm,在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。
[0024] 本发明在所述步骤C)中,也可将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯熔融纺制成FDY、DTY或短纤维。
[0025] 实施例1:本发明所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,它采用如下步骤:
[0026] 步骤A),按质量份数取10份表征参数直径为0.1-2um、长度为5-10um的硫酸镁晶须,8份表征参数直径为0.2-1um、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须,10份表征参数直径为0.2-0.8um、长度为6-10um的镁盐晶须,20份表征参数直径为0.1-0.8um、长度为6-12um的坡缕石,将上述四种材料混合均匀后,在350℃真空炉中焙烧5h,冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min,然后常压等离子处理15min,再在含硬脂酸钙分散液的65℃去离子水中超声波分散、清洗30min,取溶液上层悬浮晶须经160目过滤,取改性晶须混合液,并重复操作4次直至滤清,滤清后在真空烘箱烘干,得到改性晶须;
[0027] 步骤B),按质量份数取A)得到的改性晶须12份,与三氧化二锑1.2份、六溴环十二烷铝2.5份、硬脂酸钙0.3份、PP-g-MAH增容剂1.8份,在75℃条件下混合机中密闭搅拌反应55min,再加入等规聚丙烯粉100份,密闭搅拌混合反应40min,得到阻燃抗菌等规聚丙烯。
[0028] 实施例2:本发明所述的一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法,它采用如下步骤: