CN101713105A

CN101713105A - 假发用低温阻燃聚丙烯纤维

Info

Publication number: CN101713105A
Application number: CN200910235458A
Authority: CN
Inventors: 骆强; 苏永明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2010-05-26

Abstract

本发明涉及假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其是由100重量份的聚丙烯A、5～10重量份的溴系阻燃剂B、2～5重量份的锑类阻燃剂C和0.5～2重量份的纳米材料D组成的。还包括0.5～1.5重量份的热稳定剂E和2～5重量份的聚丙烯降温母粒F。所述聚丙烯A是指含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一种或更多种。

Description

假发用低温阻燃聚丙烯纤维

技术领域：

本发明涉及用聚丙烯、溴系阻燃剂、锑类阻燃剂、纳米材料、热稳定剂和降温母粒制备阻燃聚丙烯纤维。更详细的讲，涉及具有强度、伸长率等纤维特性；和阻燃性、柔软滑爽、良好的悬垂性的和具有柔和光泽的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

另外，本发明涉及异型截面纤维，更详细的讲，涉及用作假发、头饰假发等人造头发用低温阻燃聚丙烯纤维，同时具有人真发的光泽、色泽、手感和滑爽性的异形截面低温阻燃聚丙烯纤维。

背景技术

聚丙烯纤维，包括均聚聚丙烯纤维和共聚聚丙烯纤维纤维。聚丙烯纤维具有原料来源丰富、生产工艺简单、产品价格相对比其他合成纤维低廉、纤维的机械强度高、湿强度和干强度基本相同、比重小、耐磨损、耐腐蚀等优异的性能。聚丙烯纤维的品种有长丝(包括未变形长丝和膨体变形长丝)、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制造地毯(包括地毯底布和绒面)、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。此外在衣着方面应用也日趋广泛，可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工后可以制成衬衣、外衣、运动衣、袜子等。由丙纶中空纤维制成的絮被，质轻，保暖，弹性良好。

另一方面，以往过去假发、头饰假发、发带、玩具娃娃假发等的头发制品使用人真发。但由于目前真发收购比较困难，所以人们逐渐将重点转向人造头发纤维。

聚丙烯纤维由于其优良的强度、易梳理性的纤维特性和良好的性价比，因此适合作为制造假发的原料。但是聚丙烯纤维属于易燃材料，其极限氧指数只有18，因此聚丙烯纤维作为假发的原料必须对其进行阻燃处理。

众所周知，过去人们进行了各种提高聚丙烯纤维阻燃性的探索。例如由1.聚丙烯与阻燃剂熔融共混后纺丝制成纤维的方法2.聚丙烯与阻燃母粒一起熔融纺丝制成阻燃聚丙烯纤维的方法。

例如使用六溴环十二烷、二异丙苯齐聚物和三氧化二锑复配阻燃剂方法(CN86102260A)；可纺长丝、短纤等。纤维强度和伸长等与普通聚丙烯纤维接近。

例如专利CN87102486A介绍了共混改性阻燃聚丙烯长丝的生产方法。通过八溴醚，氧化锑和过化物的复配、捏合、最后注射纺丝得到阻燃聚丙烯纤维。氧指数达到27。

专利CN1421553A介绍了一种高浓度聚丙烯纤维阻燃母粒及其制备方法。通过八溴醚、氧化锑、有机锡和磷酸酯为热稳定剂、热溶胶为载体，在高速混合后挤出机挤出造粒。100份pp切片添加6份该阻燃母粒氧指数可达27。

以上制备阻燃聚丙烯纤维的方法都存在作为人造假发纤维或是阻燃性、或是强度、或是耐温性、或是梳理性不足、或是成本价格高和操作实施方法复杂的问题。因此都存在一定的缺陷。特别是阻燃性都很难达到UL-94V-0级别。

本发明是采用含有均聚聚丙烯和共聚聚丙烯与两种或两种以上溴类阻燃剂B、锑类化合物C、纳米材料D、热稳定剂E和降温母粒F一起熔融纺丝。具有操作简单、阻燃性高、纤维强度高、梳理性悬垂性好和与真发接近等优点。

发明内容

本发明的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，是由含有含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一种或更多种的聚丙烯A和溴系阻燃剂B、锑类化合物C和纳米材料D，同时添加热稳定剂E和降温母粒F一起熔融纺丝制得的纤维。作为本发明使用的聚丙烯A含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为主体的聚丙烯，例如可以举出均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和等规共聚聚丙烯等的聚丙烯或以聚丙烯一聚乙烯为主体、含有少量其他共聚成分的共聚烯烃。前述所谓主体是指含有80摩尔％以上。

作为前述共聚成分，例如，可以举出单烯烃；如乙烯、丁烯、戊烯、己烯等通式是C_nH_2n的单烯烃和其同系物。

二烯烃；如：丁二烯、顺丁二烯、反丁二烯、戊二烯、己二烯等通式是C_nH_2n-2的二烯烃。

环状烯烃；如环戊烯、环己烯、环戊二烯、环己二烯等

还可以举出烯烃的衍生物：如马来酸酐、顺丁烯二酸、苯乙烯、溴化苯乙烯等含有烯烃键的衍生物。

从安全性和操作便利性考虑，通常优选前述共聚烯烃通过以丙烯和乙烯及其他烯烃衍生物共聚反应制得，也可通过丙烯和及其他烯烃衍生物共聚反应制得。

前述共聚酯的共聚成分，可在以聚烯烃的主链或者侧链共聚，对于共聚的方法等没有特殊的限制。

前述聚丙烯及其共聚聚丙烯，可以使用1种，也可以将2种以上混合使用。其中优选均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、有轨共聚聚丙烯为主体，也优选这些2种以上的混合物。作为A成分的熔融指数，优选是5～25g/10min，再优选是8～15g/10min。

本发明使用的一种或两种以上溴系阻燃剂B可以使用选八溴醚、六溴环十二烷、十溴联苯醚和十溴二苯乙烷、溴化环氧乙烷、溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂的至少一种或者是更多种的组合；也可以是聚烯烃与以上溴系阻燃剂的一种或者两种形成的高浓度母粒。

作为B成分的具体实例，可以举出下式所示化合物的通式，

1.八溴醚：

八溴醚又名四溴双酚A(2，3二溴苯基)醚。结构式如下：

2.六溴环十二烷

3.十溴联苯醚

4.十溴二苯乙烷

5.溴化环氧乙烷

6.溴化聚苯乙烯

其中n表示0～190；x表示0～2.7

7.四溴双酚A

上述B成分的使用量，相对于A成分100重量份，是5～30重量份。其中优选6～25重量份，再优选9～20重量份。使用量低于5重量份时，阻燃效果比较差，大于30重量份时，破坏纤维的强度。

上述成分锑类化合物C，可以是锑酸钠、三氧化二锑等。锑类化合物的粒径没有特殊要求，但是优选0.01～5μm，再优选0.02～3μm。本发明使用的锑类化合物可根据需要使用硅烷化合物、钛酸酯化合物、异氰酸酯化合物等进行表面处理。

锑化合物的使用量没有特殊的要求，但对于相对于A成分100重量份，优选0.1～6重量份，再优选0.2～5重量份。小于0.1重量份时阻燃效果不好，大于6重量份时会造成纤维强度降低，纺丝困难。

上述成分纳米材料D，可以是选自纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米分子筛、纳米二氧化硅等纳米材料的至少一种或二者的组合。

纳米材料D的使用量没有特殊的要求。可根据实际要求来添加。相对于A成分100重量份，优选0.2～3重量份，再优选0.5～2重量份。

上述成分热稳定剂E，可以是选自正辛基锡、月桂酸丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、硫醇丁基锡化合物等有机锡类热稳定剂的至少一种或二者的组合。

热稳定剂的使用量没有特殊的要求。可根据实际要求来添加。相对于A成分100重量份，优选0.2～2重量份，再优选0.5～1.5重量份。

上述成分的降温母粒F，选自含有过氧化物的聚丙烯母粒的至少一种或二者的组合。

过氧化物可以是：过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧乙酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢等。

纺丝时降温母粒的使用量没有特殊的要求。可根据实际要求来添加。相对于A成分100重量份，优选0.5～10重量份，再优选1～5重量份。

假发用阻燃聚丙烯纤维还会用到着色母粒，着色母粒可以是碳黑色母粒、钛白白色母粒、铬铁红色母粒、黄色母粒、棕色母粒等。

色母粒的使用量没有特殊的要求。可根据实际要求来添加。相对于A成分100重量份，优选0.5～10重量份，再优选1～6重量份。

本发明的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，可以通过采用熔融纺丝法制得。

例如：将上述组合按一定的配比混合后，设定螺杆挤出机、计量泵，喷丝板等的温度为220～300℃，优选230～270℃。纺出丝条冷却后用一定的速度牵引，可以是100～3000m/min，优选200～2000m/min。纤维纤度的控制可以通过螺杆挤出机转速、计量泵、喷丝板孔径、牵引速度等来控制。

初生丝在侧吹风冷却后，可进行热牵伸。可以采用暂时卷绕后进行拉伸方法或者不卷绕直接拉伸法。热拉伸可以采用1段拉伸法或者2段以上的多段拉伸法进行。拉伸的倍数是1～4倍，优选2～3倍。

本发明假发用低温阻燃聚丙烯纤维的截面可以是圆形、扁圆形、方形，矩形、三角形、十字形、星形、中空形等。但是优选圆形和十字形，或者是二者的组合。

本发明制得的假发用低温阻燃聚丙烯纤维是非卷曲状纤维。纤维的纤度为20～100dtex，优选30～80dtex，再优选40～60dtex。这样的纤度更适合人造头发用纤维。

本发明的假发用低温阻燃聚丙烯纤维的阻燃性为UL-94测试方法下的V-2、V-1和V-0级别。其中优选V-1和V-0级别，再优选V-0级别。

本发明的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中所述假发用低温阻燃聚丙烯纤维具有柔软滑爽手感、良好的悬垂感、易梳理性和柔和的光泽。

本发明的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，可以直接作为人造假发使用，也可以与人真发、改性聚丙烯腈纤维、聚酯纤维和聚氯乙烯纤维等并用。

具体实施方案：

实施实例1：

100份拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)、10份的八溴醚(连云港海水化工公司)、3份的三氧化二锑(湖南闪星锑业有限公司)、1份的纳米蒙脱土(浙江丰虹粘土有限公司)、0.5份的二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工有限公司)、3份的聚丙烯降温母粒(中石化燕山石化公司)、4份的碳黑母粒(碳黑含量30％，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在220～240℃下熔融挤出、牵引、切粒。将做出的切片干燥在含水量100ppm以下后，进行熔融纺丝。、纺丝温度230～270℃，喷丝板直径1～2mm。喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500～600m/min的速度进行卷绕得到初生丝。对初生丝在1辊50～60℃和2辊140～160℃下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

实施实例2：

60份拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)、20份的八溴醚(连云港海水化工公司)和10份的十溴二苯乙烷(美国雅宝公司)、10份的三氧化二锑(湖南闪星锑业有限公司)、3份的纳米蒙脱土(浙江丰虹粘土有限公司)、0.5份的二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工有限公司)在高速搅拌机中混合好后用双螺杆挤出机在220～240℃下熔融挤出、牵引、切粒，制成聚丙烯阻燃母粒。将聚丙烯阻燃母粒干燥。100份的拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)和20份的聚丙烯阻燃母粒、5份的聚丙烯降温母粒(中石化燕山石化公司)、4份的碳黑母粒(碳黑含量30％，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后在熔融纺丝机进行熔融纺丝。、纺丝温度230～270℃，喷丝板直径1～3mm。喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500～600m/min的速度进行卷绕得到初生丝。对初生丝在1辊50～60℃和2辊140～160℃下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

实施实例3：

100份拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)、6份的十溴联苯醚(美国雅宝公司102E)和6份的八溴醚(连云港海水化工公司)、4份的三氧化二锑(湖南闪星锑业有限公司)、1份的纳米分子筛(南开大学催化剂厂)、0.5份的二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工有限公司)、3份的聚丙烯降温母粒(中石化燕山石化公司)、4份的碳黑母粒(碳黑含量30％，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在220～240℃下熔融挤出、牵引、切粒。将做出的切片干燥在含水量100ppm以下后，进行熔融纺丝。、纺丝温度230～270℃，喷丝板直径1～2mm。喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500～600m/min的速度进行卷绕得到初生丝。对初生丝在1辊50～60℃和2辊140～160℃下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

实施实例4：

55份拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)、20份的十溴二苯乙烷(美国雅宝公司公司8010)和13份的溴化环氧乙烷(苏州日新材料公司)、12份的三氧化二锑(湖南闪星锑业有限公司)、2份的纳米蒙脱土(浙江丰虹粘土有限公司)、0.5份的二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工有限公司)在高速搅拌机中混合好后用双螺杆挤出机在220～240℃下熔融挤出、牵引、切粒，制成聚丙烯阻燃母粒。将聚丙烯阻燃母粒干燥。100份的拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)和25份的聚丙烯阻燃母粒、5份的聚丙烯降温母粒(中石化燕山石化公司)、4份的碳黑母粒(碳黑含量30％，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后在熔融纺丝机进行熔融纺丝。、纺丝温度230～270℃，喷丝板直径1～3mm。喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500～600m/min的速度进行卷绕得到初生丝。对初生丝在1辊50～60℃和2辊140～160℃下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

实施实例5：

50份拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)、20份的十溴二苯乙烷(美国雅宝公司公司8010)、15份的溴化聚苯乙烯(美国雅宝公司公司7010)、15份的三氧化二锑(湖南闪星锑业有限公司)、3份纳米蒙脱土(浙江丰虹粘土有限公司)、0.5份的二月桂酸二丁基锡(北京正恒化工有限公司)在高速搅拌机中混合好后用双螺杆挤出机在220～240℃下熔融挤出、牵引、切粒，制成聚丙烯阻燃母粒。将聚丙烯阻燃母粒干燥。100份的拉丝级聚丙烯，T30S(中石化齐鲁石化公司)和25份的聚丙烯阻燃母粒、5份的聚丙烯降温母粒(中石化燕山石化公司)、4份的碳黑母粒(碳黑含量30％，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后在熔融纺丝机进行熔融纺丝。、纺丝温度230～270℃，喷丝板直径1～3mm。喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500～600m/min的速度进行卷绕得到初生丝。对初生丝在1辊50～60℃和2辊140～160℃下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用低温阻燃聚丙烯纤维。

Claims

1.假发用低温阻燃聚丙烯纤维，是由100重量份的聚丙烯A、5～10重量份的溴系阻燃剂B、2～5重量份的锑类阻燃剂C和0.5～2重量份的纳米材料D组成的。还包括0.5～1.5重量份的热稳定剂E和2～5重量份的聚丙烯降温母粒F。所述聚丙烯A是指含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一种或更多种。

2.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中A成分是指含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一种或更多种。

3.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中B成分选八溴醚、六溴环十二烷、十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧乙烷、溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂的至少一种或者是更多种的组合。

4.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中C成分选自锑酸钠、三氧化二锑中的至少一种或二者的组合。

5.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中D成分选自纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米分子筛。纳米二氧化硅等纳米材料的至少一种或二者的组合。

6.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中E成分选自正辛基锡、月桂酸丁基锡等有机锡类热稳定剂的至少一种或二者的组合。

7.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中F成分选自含有过氧化物的聚丙烯母粒的至少一种或二者的组合。

8.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中所述假发用阻燃聚丙烯纤维的截面是2个以上的圆、扁平圆、三角形或者十字的形状；其中所述假发用阻燃聚丙烯纤维的单丝纤度是40～60dtex。

9.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其特征在于，所述假发用阻燃聚丙烯纤维阻燃性能达到V-0级别。

10.权力要求1所述的假发用低温阻燃聚丙烯纤维，其中所述假发用阻燃聚丙烯纤维具有柔软滑爽手感、良好的悬垂感、易梳理性和柔和的光泽。