CN102732990B

CN102732990B - 一种复合型尼龙及其制备方法

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Publication number: CN102732990B
Application number: CN201210099863.XA
Authority: CN
Inventors: 沈太英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2032-04-03
Also published as: CN102732990A

Abstract

本发明涉及一种复合型尼龙及其制备方法，其特征在于，原料组成质量百分比为：功能母粒为0.1～1％，尼龙切片为余量；制备方法，采用熔纺法制得。本发明利用现有工艺即可生产，应用广泛，具有抗菌远红外等功效；热稳定性良好可以满足高温加工，不易发生降解。

Description

一种复合型尼龙及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及功能材料技术领域，具体地说，是一种复合型尼龙及其制备方法。

【背景技术】

尼龙66，锦纶66短纤维；聚己二酰己二胺；尼龙-66；尼龙66；尼龙66树脂；聚酰胺-66；聚己二酰己二胺；锦纶-66；其热性质：

(1)熔点(Tm)

熔点即结晶熔解时的温度，对结晶性高分子尼龙-66，显示清晰的熔点，根据采用的测试方法，熔点在259～267℃的范围内波动。通常采用差热分析(DTA)法测出的尼龙-66的熔点为264℃。实际上，尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热(ΔH)和熔融熵(ΔS)计算出来：

尼龙-66的ΔH为4390.3J/mol，ΔS为8.37J/kmol，Tm的理论值为259.3℃[]。

如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点，则尼龙-66的熔点温度范围为246～263℃。接近理论熔解温度259℃。

(2)玻璃化温度(Tg)

高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化，这一温度就是玻璃化转变温度，是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。在这一温度附近，模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。

尼龙-66的玻璃化温度，与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析，认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃，而Rybnikar则在低温下测定了尼龙-66的比容，发现在尼龙-66在-65℃也有一个转变温度。

随着工业的迅速发展和人民生活水平的提高，特别是对健康的意识也在不断增强。由于有害细菌在自然界分布非常广泛，而且种类繁多，数量庞大，严重威胁着人类的健康。由细菌传播感染产生的疾病，已构成了一大社会问题，引起广泛关注。因此消毒杀菌剂的研究显得尤为重要。胍类消毒剂是近年来应用较多的一类消毒抗菌剂，使用方便同时由于抗菌谱广、低毒、无刺激，其应用范围越来越广泛，除应用于食品和酒精饮料等工业消毒外，还可用于纤维纸张、食品以及日常生活用品(毛巾、毛衣、口罩)的消毒。

近几年国内外对于消毒杀菌剂和阻燃剂都是针对单一性能的研究，并没有将功能复合进行探讨。而本发明将优良的消毒杀菌剂——胍基化合物和具有很好阻燃性能的烷基磷酸酯进行共聚，因此制得的材料兼具抗菌杀菌和阻燃性能。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合型尼龙及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.1～1％

尼龙切片余量

所述的尼龙切片尼龙66的切片或者尼龙6的切片。

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

采用熔纺法制得的锦纶在显微镜中观察到的形态结构具有圆形的截面和无特殊的纵向结构。在电子显微镜下可观察到丝状的原纤组织，锦纶66的原纤宽约10-15nm。如用异形喷丝板，可制成各种特殊截面形状的锦纶，如多角形、多叶形、中空等异形截面。它的聚焦态结构与纺丝过程的拉伸及热处理有密切关系。不同锦纶的大分子主链都由碳原子和氮原子相连而成。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 0.1～1％

抗菌阻燃复合材料 0.1～1％

纳米级氢氧化镁 0.1～1％

尼龙切片余量

一种功能母粒的制备方法，将原料进行熔融混合，再进行造粒，即可得到功能母粒。

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

所述的抗菌阻燃复合材料其活性成分是烷基四醇磷酸氢酯、烷基胍；两个组分的摩尔比为1∶1。

所述的纳米级氢氧化镁，为片状，具有典型的纳米片层状结构，在340℃分解而生成氧化镁。不溶于水，溶于酸和铵盐溶液.该产品具有纯度高，粒径小，可进行原位包覆改性等优异性能，能更均匀地分散于PA、PP、ABS、PVC等橡胶、塑料产品中，广泛应用于橡塑弹性体，高档电缆料，家用电器等高端产品中。在几乎不影响使用强度的情况下显著提高材料的阻燃、抑烟、防滴等性能。

一种抗菌阻燃复合材料的制备方法，其具体步骤为：

(1)烷基四醇磷酸氢酯的制备

取摩尔比为4～6∶1的烷基四醇A与三氯氧磷POCl₃，搅拌加热至70～80℃反应24h后减压蒸馏回收溶剂，用二氯甲烷洗涤干燥并经冰醋酸重结晶得到中间产物；然后向该中间产物中加入去离子水，水与烷基四醇的摩尔比为1∶1～2，升温至100℃，并在该温度下反应2h，再自然降至室温，冷却并烘干得到烷基四醇磷酸酯B；反应方程式Ⅰ如图1所示：

(2)取等物质的量的烷基四醇磷酸酯B，烷基胍C，对苯甲酸烷基腈D；加入浓硫酸、二环己基碳二亚胺/N，N′-二异丙基碳二亚胺(DCC/DIC)作催化剂，浓硫酸与烷基四醇磷酸酯B的质量比为1∶2～4，DCC/DIC与烷基胍C的质量比为1∶2～5，升温至70～200℃，反应3～10h后冷却过滤干燥，得到固体的抗菌阻燃复合材料E；反应方程式Ⅱ如图2所示，

烷基四醇A的结构式：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄各自碳原子数为1-10的烷基，可以相同或者不同。R₁为碳原子数最少的烷基。

烷基四醇磷酸酯B的结构式：

烷基胍C的结构式：

其中，R为氢或者烷基，R’为氢或者烷基。

对苯甲酸烷基腈D的结构式：

其中，R”为烷基。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明的复合聚酯兼具抗菌和阻燃的性能；

(2)本发明的热稳定性良好可以满足高温加工，不易发生降解；

(3)本发明的复合材料由阻燃功能集团和抗菌功能基团通过共聚而得到，使得阻燃和抗菌基团不易迁移，效果更持久；

(4)本发明经过实际观测用本发明抗菌剂所加工制备的产品不易被氧化而变色；

(5)本发明利用现有工艺即可生产，应用广泛，具有抗菌远红外等功效。

【附图说明】

图1烷基四醇磷酸氢酯的制备的反应方程式Ⅰ；

图2阻燃、抗菌复合材料E的反应方程式Ⅱ。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种复合型涤纶聚酯其制备方法的具体实施方式。

实施例1

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.1％

尼龙切片 99.9％

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 0.1％

抗菌阻燃复合材料 0.1％

纳米级氢氧化镁 0.1％

尼龙切片 99.7％

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

实施例2

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.4％

尼龙切片 99.6％

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 0.4％

抗菌阻燃复合材料 0.4％

纳米级氢氧化镁 0.4％

尼龙切片 98.8％

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

实施例3

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.6％

尼龙切片 99.4％

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 0.6％

抗菌阻燃复合材料 0.6％

纳米级氢氧化镁 0.6％

尼龙切片 98.2％

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

实施例4

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.8％

尼龙切片 99.2％

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 0.8％

抗菌阻燃复合材料 0.8％

纳米级氢氧化镁 0.8％

尼龙切片 97.6％

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

实施例5

一种复合型尼龙，其原料组成质量百分比为：

功能母粒 1％

尼龙切片 99％

一种复合型尼龙的制备方法，进行采用熔纺法制得。

一种功能母粒，其原料组成质量百分比为：

纳米竹炭 1％

抗菌阻燃复合材料 1％

纳米级氢氧化镁 1％

尼龙切片 97％

所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm；

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims

1.一种复合型尼龙，其特征在于，原料组成质量百分比为：

功能母粒 0.1～1％

尼龙切片余量

所述功能母粒，其原料组成质量百分比为：

所述的抗菌阻燃复合材料的制备方法，其具体步骤为：

(1)烷基四醇磷酸酯的制备

取摩尔比为4～6∶1的烷基四醇A与三氯氧磷POCl₃，搅拌加热至70～80℃反应24h后减压蒸馏回收溶剂，用二氯甲烷洗涤干燥并经冰醋酸重结晶得到中间产物；然后向该中间产物中加入去离子水，水与烷基四醇的摩尔比为1∶1～2，升温至100℃，并在该温度下反应2h，再自然降至室温，冷却并烘干得到烷基四醇磷酸酯B；

(2)取等物质的量的烷基四醇磷酸酯B，烷基胍C，对苯甲酸烷基腈D；加入浓硫酸、二环己基碳二亚胺/N，N′-二异丙基碳二亚胺(DCC/DIC)作催化剂，浓硫酸与烷基四醇磷酸酯B的质量比为1∶2～4，DCC/DIC与烷基胍C的质量比为1∶2～5，升温至70～200℃，反应3～10h后冷却过滤干燥，得到固体的抗菌阻燃复合材料E。

2.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，所述的功能母粒的质量百分比为0.6％。

3.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，在所述功能母粒中，所述的纳米竹炭的粒径为25～75nm。

4.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，在所述功能母粒中，所述的纳米竹炭的质量百分比为0.6％。

5.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，在所述功能母粒中，所述的抗菌阻燃复合材料的质量百分比为0.6％。

6.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，在所述功能母粒中，所述的纳米级氢氧化镁的质量百分比为0.6％。

7.如权利要求1所述的一种复合型尼龙，其特征在于，在所述功能母粒中，所述的抗菌阻燃复合材料其活性成分是烷基四醇磷酸酯和烷基胍；两个组分的摩尔比为1∶1。