CN103160949A - 一种纳米阻燃尼龙66纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米阻燃尼龙66纤维及其制备方法，该方法采用尼龙66树脂粉、有机蒙脱土、纳米二氧化硅、三聚氰胺、多聚磷酸铵和氧化锌为原料共混，经双螺杆挤出机在一定温度下共混造粒，所得母粒与尼龙66树脂以1∶(6～9)的重量比例共混纺丝后获得具有阻燃性能的纳米阻燃尼龙66纤维，采用此种制备方法可制取尼龙66POY、FDY、BCF及高强工业用丝。
Description
技术领域
本发明涉及一种尼龙66纤维及其制备方法，具体涉及一种改善尼龙66纤维阻燃性能的一种纳米阻燃尼龙66纤维及其制备方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，高层建筑、商业大厦、高级公寓、宾馆、机场、礼堂、室内娱乐场所、交通运输等方面大量使用各类装饰用和工业用纤维及纺织品，纺织品大多数有易燃特性，以成为引发室内火灾的隐患，世界各发达国家早在20世纪60年代就对纺织品提出阻燃要求，制定了各类纺织品的阻燃标准和法规，而阻燃标准和法规的不断发展和完善，又进一步促进了阻燃纺织品的研究、开发和应用。
尼龙纤维是纺织纤维中目前应用最为广泛的纤维材料之一。开发阻燃尼龙纤维无论对产业用、装饰用还是对服装用领域都是具有极其重要意义的。
尼龙纤维(聚酰胺纤维)的阻燃改性方法与聚酯纤维、聚丙烯晴纤维一样，都可以通过三种阻燃途径进行，共聚阻燃改性，共混阻燃改性和纤维及织物后整理。共聚阻燃改性是在聚酰胺聚合过程中加入具有反应活性的含磷、卤素等阻燃之类的化合物，使阻燃剂参与聚合反应，结合到聚酰胺大分子中去；共混阻燃改性是在纺丝前将热稳定性比较高的阻燃剂加入到纺丝熔体中直接纺丝，而阻燃后整理则是对聚酰胺纤维和织物通过表面接枝、涂覆等方法而使其具有阻燃效果。共混及共聚阻燃改性效果通常具有耐久性，而阻燃后整理的方法耐久性稍差。
尼龙纤维的共混阻燃改性，也就是采用在尼龙纺丝熔体中或纺丝挤出过程中加入阻燃剂，而获及永久性阻燃纤维，是一种比较经济的方法。用于尼龙纤维共混阻燃改性的阻燃剂比较多，如低分子的含磷化合物、氯代聚乙烯、溴代季戊四醇及三氧化二锑等。
目前，基于硅系列尼龙阻燃改性的新方法越来越引起人们的兴趣，其中有机硅系列阻燃剂为硅氧烷类化合物，如日本NEC公司研究开发的一种燃烧时无毒气生成，并且无熔滴的阻燃尼龙纤维，无机硅系列阻燃剂，主要采用尼龙/无机粘土纳米复合材料的形式，例如，日本东京理工大学Emil Giza等研究了尼龙66/粘土纳米复合材料的纤维燃烧性能，国内中北大学毛文英等人研究了无卤阻燃尼龙66/OMMT(蒙脱土)纳米复合材料的制备与阻燃性能；李跃文等人播层剂对尼龙66/蒙脱土纳米复合材料性能的影响，卢会敏等人有机化纳米SiO2填充尼龙66复合物的结构与性能。上述这些研究目的都是尼龙66工程塑料的结构与性能的改善，而对尼龙66纤维的阻燃性能研究都是很少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米阻燃尼龙66纤维及其制备方法，该方法所制备尼龙66纤维其阻燃性能得到极大改善，可用于尼龙66POY、FDY、BCF及高强工业用丝的制备。
本发明技术方案为：
一种纳米阻燃尼龙66纤维，采用以下组分为原料共混造粒，所得母粒与尼龙66树脂以1∶(6～9)的重量比例共混纺丝后获得纳米阻燃尼龙66纤维；按重量份数计，所述母粒原料组分为：
一种纳米阻燃尼龙66纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)将各原料组分在真空条件下干燥；其中，真空度为-0.01～-0.05MPa，干燥温度100～110℃，干燥时间10～12小时；
2)按所需比例将干燥后的原料组分在常温下经高速混合机混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机，在240～280℃进行造粒，获得母粒；
3)将步骤2)中所获母粒在100～110℃、真空度为-0.01～-0.05MPa条件下真空干燥5～6小时后，与尼龙66树脂以1∶(6～9)的重量比例共混纺丝，即得到纳米阻燃尼龙66纤维。
步骤2)中混合时间为1～2min。
采用此种制备方法可制取尼龙66POY、FDY、BCF及高强工业用丝。
本发明所制备的纳米阻燃尼龙66纤维，其阻燃性能得到极大改善，测试其极限氧指数≥32％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述，其目的是为更好理解本发明的内容，所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例中所用有机蒙脱土购于浙江丰虹粘土化工有限公司，牌号为DK1；所用尼龙66树脂粉由辽宁银珠化纺集团有限公司供应，牌号为124AM00P或126AM30P；所用多聚磷酸铵(APP)购于杭州捷尔思阻燃化工有限公司，牌号为II型-APP；所用高速混合机其厂家为张家港市宏基机械有限公司，型号SHR-500C；所用双螺杆挤出机其厂家为科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号CTE-65。
实施例1
将尼龙66树脂粉9000克，有机蒙脱土(OMMT)400克，SiO2100克，三聚氰胺(MA)50克，多聚磷酸铵(APP)350克，氧化锌(ZnO)100克，在真空干燥设备中100℃干燥10小时，之后在高速混合机为常温高速混合1分钟，投入双螺杆挤出机内在250～260℃造粒。造粒后的粒子于100～110℃真空干燥5小时后与尼龙66树脂以1∶6的重量比例混合进行纺丝，制取150dtex/75fPOY长丝。
测试其极限氧指数≥32％。
实施例2
称取纤维级尼龙66树脂粉8000克，有机蒙脱土800克，纳米二氧化硅150克，三聚氰胺80克，多聚磷酸铵500克，氧化锌150克，在真空干燥设备中100℃干燥10小时，之后在高混机中常温高速混合1分钟，再在双螺杆挤出机内造粒。造粒后的粒子于110～120℃真空干燥5小时后与尼龙66树脂以1∶7的重量比例混合挤出纺丝，纺制100dtex/75fFDY长丝。
测试纤维极限氧指数≥32％。
实施例3
将尼龙66树脂粉7500克，有机蒙脱土(OMMT)1000克，SiO2 250克，三聚氰胺(MA)125克，多聚磷酸铵(APP)875克，氧化锌(ZnO)250克，在真空干燥设备中100℃干燥12小时，之后在高速混合机为常温高速混合2分钟，投入双螺杆挤出机内在250～260℃造粒。造粒后的粒子于100～110℃真空干燥6小时后与尼龙66树脂以1∶8的重量比例混合进行纺丝，制取150dtex/75fPOY长丝。
测试其极限氧指数≥32％。
实施例4
称取纤维级尼龙66树脂粉8500克，有机蒙脱土600克，纳米二氧化硅200克，三聚氰胺100克，多聚磷酸铵700克，氧化锌200克，在真空干燥设备中100℃干燥12小时，之后在高混机中常温高速混合2分钟，再在双螺杆挤出机内造粒。造粒后的粒子于110～120℃真空干燥6小时后与尼龙66树脂以1∶9的重量比例混合挤出纺丝，纺制100dtex/75fFDY长丝。
测试其极限氧指数≥32％。
Claims (5)
1.一种纳米阻燃尼龙66纤维，其特征在于：采用以下组分为原料共混造粒，所得母粒与尼龙66树脂以1∶(6～9)的重量比例共混纺丝后获得纳米阻燃尼龙66纤维；按重量份数计，所述母粒原料组分为：
2.根据权利要求1所述的纳米阻燃尼龙66纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将各原料组分在真空条件下干燥；
2)按所需比例将干燥后的原料组分在常温下经高速混合机混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机，在240～280℃进行造粒，获得母粒；
3)将步骤2)中所获母粒在真空条件下干燥后，与尼龙66树脂以1∶(6～9)的重量比例共混纺丝，即得到纳米阻燃尼龙66纤维。
3.根据权利要求2所述的纳米阻燃尼龙66纤维的制备方法，其特征在于：步骤1)中真空度为-0.01～-0.05MPa，干燥温度100～110℃，干燥时间10～12小时。
4.根据权利要求2所述的纳米阻燃尼龙66纤维的制备方法，其特征在于：步骤2)中混合时间为1～2min。
5.根据权利要求2所述的纳米阻燃尼龙66纤维的制备方法，其特征在于：步骤3)中真空度为-0.01～-0.05MPa，干燥温度100～110℃，干燥时间5～6小时。
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