CN104846471A - 一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，步骤为：（1）将阻燃母粒干燥至含水率为50ppm以下；（2）将PA6切片、LDPE切片和干燥好的阻燃母粒混合均匀，混合后的物料进入单螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行喷丝，喷丝过程中进行冷却吹风；（3）冷却吹风处理的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到合适的卷曲数，经烘干定型后再按设定规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。该方法能耗低，相对于现有技术可降低能量消耗10%左右，制得的产品阻燃效果好且阻燃效果持久。

Description

一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法

技术领域

本发明涉及一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法。

背景技术

目前，在聚合或纺丝过程中添加阻燃成分以生产阻燃性纤维而获得持久阻燃性，及对织物进行后整理而赋予高性能、多功能等特点的阻燃纺织品及其加工工艺是阻燃产品发展的方向和趋势。但目前我国生产和使用最多的是阻燃整理织物，包括纯棉、纯涤纶、纯毛、涤棉和各种混纺的耐久性阻燃织物和非耐久性洗涤阻燃织物，阻燃纤维织物的生产和使用量很少。随着人民生活与环境条件的不断改善，人们对阻燃纺织品性能要求越来越高，应投入力量和资金加大阻燃纤维的开发。

我国阻燃纤维的研究开发起步于上世纪70年代，目前世界各国均迫切需要阻燃性能好、绿色环保且相对廉价的本质阻燃纤维。据了解，我国阻燃纤维主要是阻燃涤纶、阻燃腈纶、阻燃丙纶等几个品种，而且不同程度地存在染色困难、熔滴、强度差、燃烧时产生烟气且有毒等问题。因此，阻燃纤维的研究、开发、生产和应用在世界范围内已经被提到国家战略高度，我国已将其列为化纤行业发展的重要方向之一。

发明内容

   本发明的目的是提供一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所提供的熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法包括以下步骤：

（1）将阻燃母粒置于温度105-140℃下干燥2-6小时，干燥后含水率控制在50ppm以下；

（2）将PA6切片、LDPE切片和干燥好的阻燃母粒混合均匀，混合后的物料进入单螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行纺丝，纺丝过程中进行冷却吹风；

（3）冷却吹风处理后的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；

（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到合适的卷曲数，经烘干定型后再按设定规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。

所述PA6切片、LDPE和阻燃母粒的质量比为35-58：55-40：2-10。

所述步骤（2）中，单螺杆挤压机的温度范围为210-270℃，纺丝工艺温度控制在230-265℃；所述步骤（3）中，冷却吹风的温度范围是16-25℃，相对湿度控制在60%-90%，吹风速度为0.1-0.5m/s。

所述步骤（3）中，选用棕榈油或椰子油为主要成分的油剂，油剂槽温度控制在40-70℃，采用水浴拉伸方法，牵引时设定牵伸比为2-4倍。棕榈油或椰子油为天然油剂，其作用为：一是绿色环保，对环境污染小，能满足环保生产的要求；二是可以赋予阻燃纤维较好的抗静电能力和较好的柔韧性。

所述步骤（4）中，卷曲数为16-23个/25mm，烘干定型温度为80-110℃。

本发明使用的阻燃母粒为市售产品，型号为MR618，生产厂家为佛山市南海区罗村彩维化纤厂。

本发明使用的PA6切片，相对粘度为2.4-3.1，可采用广东新会美达尼龙切片有限公司生产的型号为M32800的PA6切片，或上海精希化工有限公司生产的型号为2500A或3000A的PA6切片，或湖南岳化化工股份有限公司生产的型号为YH800的PA6切片、或上海晶联化工物资实业有限公司生产的型号为JL-2800的PA6切片。本发明使用的LDPE切片，熔融指数为40-60，可采用LG中国投资有限公司生产的型号为MB9500的LDPE切片，或中国石油化工股份有限公司北京燕化分公司生产的型号为1160A的LDPE切片。

本发明所制备的阻燃海岛纤维的主要技术指标如下：

单丝线密度（dtex）                8.8 dtex

线密度偏差率（%）                ±6.0

断裂强度（CN/dtex）               ≥2.8

断裂强度不匀率（%）              ≤15

断裂伸长率（%）                  ≤160

断裂伸长不匀率（%）              ≤20

燃烧速度（mm/min）                ≤100

阻燃母粒本身具有良好的熔体流动性，其与PA6熔融共混后可提高PA6的熔体流动性，因此本发明步骤（2）中的喷丝温度较现有技术可以适当降低，使得含阻燃成分的PA6/LDPE海岛纤维在较低的温度下就可以纺丝，本发明步骤（2）中的纺丝工艺温度控制在230-265℃，现有技术的PA6/LDPE的纺丝工艺温度范围为250—290℃，本发明相对于现有技术可以减少能量消耗10%左右。

PA6/LDPE阻燃海岛纤维的研制成功，不仅提供了一种高附加值的海岛纤维，丰富了海岛纤维的种类，满足了市场对阻燃新材料的需求，而且克服了阻燃整理织物阻燃效果不能持久的缺点。现有的阻燃整理织物是在后加工或后整理过程中加入阻燃整理剂，这种方式加入的阻燃成分会在使用过程中随着摩擦和洗涤不断损失；而本发明阻燃纤维是在纺丝过程中由PA6与阻燃母粒通过熔融共混纺丝而使纤维本身具有阻燃效果，在后续的使用过程中不会造成损失，因而本发明的阻燃效果更加持久。另外，现有的阻燃织物为了弥补在使用过程中阻燃成分的损失，不得不在生产的过程中增加阻燃剂的用量，而使用本发明所产的阻燃纤维来生产织物，织物的阻燃成本可降低20%左右。

PA6大分子与阻燃成分相结合，赋予PA6/LDPE纤维阻燃效能，使制成的产品具有耐久性阻燃效果。其阻燃效果对比试验数据见表1。

    表1     PA6/LDPE海岛纤维织物阻燃效果对比试验数据表

阻燃母粒质量分数（%）	燃烧速度（mm/min）
		0	120-140
3	80-100
		6	40-60
9	20-40

综上所述，本发明的优点效果在于：（1）阻燃效果好且阻燃效果持久；（2）能耗低，相对于现有技术可降低能量消耗10%左右；（3）相对于现有技术，可有效降低阻燃织物的阻燃成本。

具体实施方式

实施例1

（1）将阻燃母粒采用真空转鼓干燥机进行干燥，干燥热空气温度为130℃，干燥时间为3小时，干燥后切片含水率控制在50ppm以下；

（2）然后将干燥好的阻燃母粒、PA6切片和LDPE分别通过不同的输送管道进入混料仓，其中PA6切片的相对粘度是2.8，调整电机频率按照PA6、LDPE和阻燃母粒的质量比为49：45：6的配比关系进行混合，混合后的物料同时进入单螺杆挤压机进行熔融共混，单螺杆挤压机的温度为210-270℃，然后通过喷丝板进行纺丝，纺丝温度设定范围为230—265℃；纺丝过程中进行冷却吹风，冷却吹风的温度控制为20℃，相对湿度控制在65%左右，吹风速度控制在0.3m/s左右；

（3）冷却吹风处理后的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；牵伸比控制为3倍；

（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到卷曲数为19个/25mm的丝，经80℃烘干定型后再按51mm的规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。

本次生产的PA6/LDPE阻燃海岛超细纤维，规格为51mm*8D的短纤维，其物性指标如下：

单丝线密度（dtex）                8.7 dtex

线密度偏差率（%）                ﹣1.14

断裂强度（CN/dtex）               2.91

断裂强度不匀率（%）              6.8

断裂伸长率（%）                  146

断裂伸长率不匀率（%）            12.7

燃烧速度（mm/min）                48.1

实施例2

（1）将阻燃母粒采用真空转鼓干燥机进行干燥，干燥热空气温度为110℃，干燥时间为6小时，干燥后切片含水率控制在50ppm以下；

（2）然后将干燥好的阻燃母粒、PA6切片和LDPE分别通过不同的输送管道进入混料仓，其中PA6切片的相对粘度是2.4，调整电机频率按照PA6、LDPE和阻燃母粒的质量比为57：40：3的配比关系进行混合，混合后的物料同时进入单螺杆挤压机进行熔融共混，单螺杆挤压机的温度为210-270℃，然后通过喷丝板进行纺丝，纺丝温度设定范围为230—265℃，纺丝过程中进行冷却吹风，冷却吹风的温度控制为20℃，相对湿度控制在65%左右，吹风速度控制在0.3m/s左右；

（3）冷却吹风处理后的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；牵伸比控制为3倍；

（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到卷曲数为23个/25mm的丝，经90℃烘干定型后再按51mm的规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。

本次生产的PA6/LDPE阻燃海岛超细纤维，规格为51mm*8D的短纤维，其物性指标如下：

单丝线密度（dtex）                9.0 dtex

线密度偏差率（%）                2.3

断裂强度（CN/dtex）               2.99

断裂强度不匀率（%）              9.8

断裂伸长率（%）                  140

断裂伸长不匀率（%）              13.5

燃烧速度（mm/min）                92.7

实施例3

 （1）将阻燃母粒采用真空转鼓干燥机进行干燥，干燥热空气温度为120℃，干燥时间为5小时，干燥后切片含水率控制在50ppm以下；

（2）然后将干燥好的阻燃母粒、PA6切片和LDPE分别通过不同的输送管道进入混料仓，其中PA6切片的相对粘度是3.0，调整电机频率按照PA6、LDPE和阻燃母粒的质量比为40：51：9的配比关系进行混合，混合后的物料同时进入单螺杆挤压机进行熔融共混，单螺杆挤压机的温度为210-270℃ ，然后通过喷丝板进行纺丝，纺丝温度设定范围为230—265℃，纺丝过程中进行冷却吹风，冷却吹风的温度控制为20℃，相对湿度控制在65%左右，吹风速度控制在0.3m/s左右；

（3）冷却吹风处理后的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；牵伸比控制为3倍；

（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到卷曲数为16个/25mm的丝，经90℃烘干定型后再按51mm的规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。

本次生产的PA6/LDPE阻燃海岛超细纤维，规格为51mm*8D的短纤维，其物性指标如下：

单丝线密度（dtex）                8.6dtex

线密度偏差率（%）                ﹣2.3

断裂强度（CN/dtex）               2.82

断裂强度不匀率（%）              9.4

断裂伸长率（%）                  129

断裂伸长不匀率（%）              15.9

燃烧速度（mm/min）                31.4

上述实施例仅是说明本发明的可实施性，并不是对本发明保护范围的限制。上述实施例，仅以PA6、LDPE和阻燃母粒具体的质量比为例进行说明，并不是说仅仅上述实施例中的质量比能实施，相反的是，在PA6、LDPE和阻燃母粒的质量比为35-58：55-40：2-10的范围中，都能实施，仅是鉴于说明书简洁的目的，而不再一一例举。同样的道理，本发明涉及的其它数值范围，也仅以上述实施例列举的具体数值为例进行说明，其它在数值范围内而没有列举的数值也同样具有实施性，且能实现本发明的目的。

本发明中所述PA6的中文名称为尼龙6，所述LDPE的中文名称为低密度聚乙烯。

上述实施例所制熔融共混阻燃海岛纤维的性能指标检测所依据的检测标准为： GB/T14335-1993 合成短纤维线密度试验方法、GB/T14337-1993合成短纤维断裂强力和断裂伸长率试验方法、GB/T14338-1993合成短纤维卷曲性能的试验方法和GB/T 8410-2006汽车内饰材料的燃烧特性。

Claims (5)

1.一种熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将阻燃母粒置于温度105-140℃下干燥2-6小时，干燥后含水率控制在50ppm以下；

（2）将PA6切片、LDPE切片和干燥好的阻燃母粒混合均匀，混合后的物料进入单螺杆挤压机进行熔融共混，然后通过喷丝板进行纺丝，纺丝过程中进行冷却吹风；

（3）冷却吹风处理后的丝先经过油剂槽上油，然后进入牵引机进行牵引；

（4）经牵引后的丝进入卷曲机，通过调整卷曲机的前后压力，得到合适的卷曲数，经烘干定型后再按设定规格进行切断，即制得熔融共混阻燃海岛纤维。

2.如权利要求1所述的熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，其特征在于所述PA6切片、LDPE和阻燃母粒的质量比为35-58：55-40：2-10。

3.如权利要求1所述的熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中，单螺杆挤压机的温度范围为210-270℃，纺丝工艺温度控制在230-265℃；所述步骤（3）中，冷却吹风的温度范围是16-25℃，相对湿度控制在60%-90%，吹风速度为0.1-0.5m/s。

4.如权利要求1所述的熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中，选用棕榈油或椰子油为主要成分的油剂，油剂槽温度控制在40-70℃，采用水浴拉伸方法，牵引时设定牵伸比为2-4倍。

5.如权利要求1所述的熔融共混阻燃海岛纤维的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中，卷曲数为16-23个/25mm，烘干定型温度为80-110℃。