CN101845745A - 高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:用化学络合与环化的方法将腈纶直接络合与环化为高吸湿阻燃腈纶。其方法是首先将腈纶加入到含铜离子水溶液中反应制成含铜离子的腈纶,然后将含铜离子腈纶加入到水合肼和反应助剂组成的混合溶液中浸泡一定时间,然后将腈纶挤干或甩干成含一定水溶液量腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在高温度条件下干蒸或汽蒸一定时间,制成高吸湿阻燃腈纶。本方法只需要一台简单的高温高压汽蒸定型锅及很少的配套工艺与设备,就可以把腈纶处理成高吸湿阻燃腈纶,大大简化了现有高吸湿阻燃腈纶制造技术;并且生产工艺简单,设备投资少,生产成本低,容易实现工业化。
Description
技术领域
本发明涉及一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,属于化学纤维制造技术领域。
背景技术
腈纶是一种合成纤维,其具有优良的保暖性、染色性和仿毛性等特点。但腈纶也有很多缺点,如吸湿性差、易产生静电、极易燃烧等,并且燃烧中易放出有毒性气体危害人体健康和造成二次环境污染。为改善腈纶的吸湿性和阻燃性能,各国腈纶工作者进行了不懈的努力,创造了许多高吸湿和阻燃方法,如用共聚、共混、水解等方法制备高吸湿、高吸水腈纶;用与二氯乙烯共聚制成腈氯纶,用磷系、氯系、氮系等阻燃剂与聚丙烯腈共混制成阻燃腈纶,用热氧化制阻燃纤维等。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、投资成本低,具有高吸湿、阻燃和抗静电多重功能的差别化腈纶的制造方法。其技术内容为:
一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:首先将腈纶加入到含铜离子水溶液中反应制成含铜离子的腈纶,然后将含铜离子腈纶加入到水合肼和反应助剂组成的混合溶液中浸泡3~30分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在50%~500%(最好100%~200%)的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在100~200℃温度条件下(最好130~180℃)干蒸或汽蒸30~300分钟(最好60~200分钟),然后取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:将腈纶直接放入到由含铜离子水溶液、水合肼和反应助剂组成的混合溶液中浸泡3~30分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在50%~500%(最好100%~200%)的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在100~200℃温度条件下(最好130~180℃)干蒸或汽蒸30~300分钟(最好60~200分钟),然后取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,含铜离子水溶液由硫酸铜或者氯化亚铜与水配制而成,硫酸铜或者氯化亚铜质量百分比浓度小于3%(最好小于2%)。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,腈纶与含铜离子水溶液的反应条件为:腈纶与含铜离子水溶液的浴比1∶10~15,温度0~100℃(最好20~30℃),反应时1~30分钟(最好10~20分钟),然后取出洗净,经过挤干或甩干或烘干即得到含铜离子腈纶。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,反应助剂是指氢氧化钠(或氢氧化钾)与表面活性剂、精练剂、匀染剂、渗透剂、缓染剂、乳化剂中的一种或上述几种的任意组合。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,高温高压汽蒸定型锅内的气体氛围可以是空气,也可以是氮气,也可以用过热或饱和蒸汽将锅内的空气排空成水蒸气氛围。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,混合溶液中水合肼的质量百分比浓度为3%~30%(最好10%~25%),氢氧化钠(或氢氧化钾)和其它反应助剂的质量百分比浓度均小于3%(最好小于2%),含铜离子腈纶与混合溶液的浴比1∶6~10。
为实现发明目的,所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,混合溶液中铜离子由加入的硫酸铜或者氯化亚铜提供,硫酸铜或者氯化亚铜在混合溶液中的质量百分比浓度小于3%,水合肼的质量百分比浓度为3%~30%(最好10%~25%),氢氧化钠(或氢氧化钾)和其它反应助剂钠的质量百分比浓度均小于3%(最好小于2%),腈纶与混合溶液的浴比1∶6~10。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、腈纶在水合肼和反应助剂组成的混合溶液中反应既可得到腈纶水解的高吸水效果,又可获得水合肼环化的阻燃效果,使制得的改性腈纶同时具有高吸湿、阻燃和抗静电等多种功能。
2、将腈纶用处理溶液浸渍后再挤出适当水分,然后对含适量溶液的腈纶进行干蒸或汽蒸可以防止腈纶因在氢氧化钠(或氢氧化钾)水溶液中发生过份水解而影响产品的力学性能,因而可制得力学性能良好的高吸湿阻燃腈纶。
3、本发明生产工艺简单,设备投资少,生产成本低,容易实现工业化。只需要一台高温高压汽蒸定型锅及很少的配套工艺与设备,就可以把腈纶处理成具有高吸湿、阻燃多重功能的高吸湿阻燃腈纶。
具体实施方式
实施例1:
取腈纶7g,加入到15倍腈纶量的含硫酸铜质量百分比浓度为0.5%水溶液当中,常温下浸渍反应20分钟,取出洗净挤干。然后将含铜离子腈纶加入到6倍由水合肼、氢氧化钠和表面活性剂组成的混合溶液中浸泡5分钟。混合溶液由质量百分比浓度为5%水合肼和质量百分比浓度各为0.2%的氢氧化钠和表面活性剂组成,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在70%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在130℃条件下干蒸240分钟,取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
实施例2:
取腈纶8g,加入到12倍腈纶量的含硫酸铜质量百分比浓度为1.0%水溶液当中,常温下浸渍反应15分钟,取出洗净挤干。然后将含铜离子腈纶加入到7倍由水合肼、氢氧化钠、缓染剂和精练剂组成的混合溶液中浸泡10分钟。混合溶液由质量百分比浓度为10%水合肼,质量百分比浓度为0.5%的氢氧化钠,质量百分比浓度各为0.3%的缓染剂和精练剂组成,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在100%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在140℃条件下汽蒸200分钟,取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
实施例3:
取腈纶10g,加入到10倍腈纶量的含硫酸铜质量百分比浓度为1.5%水溶液当中,100℃沸水温度下反应10分钟,取出洗净甩干。然后将含铜离子腈纶加入到8倍由水合肼、氢氧化钠、渗透剂和匀染剂组成的混合溶液中浸泡15分钟,混合溶液由质量百分比浓度为15%水合肼,质量百分比浓度为1.0%的氢氧化钠,质量百分比浓度各为0.5%的渗透剂和匀染剂组成,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在150%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在150℃条件下在氮气氛围中干蒸150分钟,取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
实施例4:
取腈纶8g,加入到10倍腈纶量的含质量百分比浓度为1.0%的氯化亚铜、20%的水合肼和1.0%的氢氧化钾和各0.5%的渗透剂、乳化剂组成的混合溶液中浸泡20分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在200%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在160℃条件下汽蒸120分钟,取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
实施例5:
取腈纶10g,加入到12倍腈纶量的含质量百分比浓度为1.5%的硫酸铜、25%的水合肼和2.0%氢氧化钾和1.0%的缓染剂组成的混合溶液中浸泡30分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在300%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在180℃条件下干蒸100分钟,取出洗净烘干即得到高吸湿阻燃腈纶。
Claims (8)
1.一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:首先将腈纶加入到含铜离子水溶液中反应制成含铜离子的腈纶,然后将含铜离子腈纶加入到水合肼和反应助剂组成的混合溶液中浸泡3~30分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在50%~500%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在100~200℃温度条件下干蒸或汽蒸30~300分钟,制成高吸湿阻燃腈纶。
2.一种高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:将腈纶直接加入到由含铜离子水溶液、水合肼和反应助剂组成的混合溶液中浸泡3~30分钟,然后将腈纶挤干或甩干成含水率在50%~500%的含水溶液腈纶,放入到高温高压汽蒸定型锅内在100~200℃温度条件下干蒸或汽蒸30~300分钟,制成高吸湿阻燃腈纶。
3.根据权利要求1所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:含铜离子水溶液由硫酸铜或者氯化亚铜与水配制而成,硫酸铜或者氯化亚铜质量百分比浓度小于3%。
4.根据权利要求1所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:腈纶与含铜离子水溶液的反应条件为:腈纶与含铜离子水溶液的浴比1∶10~15,温度0~100℃,反应时1~30分钟,然后取出洗净,经过挤干或甩干或烘干即得到含铜离子腈纶。
5.根据权利要求1或2所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:反应助剂是指氢氧化钠或氢氧化钾与表面活性剂、精练剂、匀染剂、渗透剂、缓染剂、乳化剂中的一种或几种的任意组合。
6.根据权利要求1或2所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:高温高压汽蒸定型锅内的气体氛围可以是空气,也可以是氮气,也可以用过热或饱和蒸汽将锅内的空气排空成水蒸气氛围。
7.根据权利要求1所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:混合溶液中水合肼的质量百分比浓度为3%~30%,氢氧化钠或氢氧化钾和其它反应助剂的质量百分比浓度均小于3%,含铜离子腈纶与混合溶液的浴比1∶6~10。
8.根据权利要求2所述的高吸湿和阻燃多重功能改性腈纶的制造方法,其特征在于:混合溶液中铜离子由加入的硫酸铜或者氯化亚铜提供,硫酸铜或者氯化亚铜在混合溶液中的质量百分比浓度小于3%,水合肼在混合溶液中的质量百分比浓度为3%~30%,氢氧化钠或氢氧化钾和其它反应助剂的质量百分比浓度均小于3%,腈纶与混合溶液的浴比1∶6~10。
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