CN107868993A - 一种阻燃聚乳酸纤维面料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃聚乳酸纤维面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：将海泡石预热，搅拌状态下依次加入钛酸酯、偶氮二甲酰胺、环氧大豆油，搅拌，加入氧化聚乙烯蜡，继续搅拌，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5‑7.9，送入挤出机挤出得到预制料；将聚乳酸、预制料、沸石粉、麦饭石粉、云母粉、黄连素、黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。本发明制备工艺简单，成本低廉，所得阻燃聚乳酸纤维面料阻燃性能好，具有良好的抗拉强度和韧性，耐湿热性好，应用前景广阔，可广泛应用在纤维织物面料中。

Description

一种阻燃聚乳酸纤维面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种阻燃聚乳酸纤维面料及其制备方法。
背景技术
聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成，聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植，废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时，不会散发毒气，不会造成污染，是一种可持续发展的生态纤维。
聚乳酸纤维的织物面料手感、悬垂性好，抗紫外线，具有较低的可燃性和优良的加工性能，适用于各种时装、休闲装、体育用品和卫生用品等，具有广阔的应用前景。
近年，聚乳酸由于极易燃烧，极限氧指数只有19％，使其使用领域受到限制，亟待解决。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃聚乳酸纤维面料及其制备方法，制备工艺简单，成本低廉，所得阻燃聚乳酸纤维面料阻燃性能好，具有良好的抗拉强度和韧性，耐湿热性好，应用前景广阔，可广泛应用在纤维织物面料中。
本发明提出的一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将海泡石预热，搅拌状态下依次加入钛酸酯、偶氮二甲酰胺、环氧大豆油，搅拌，加入氧化聚乙烯蜡，继续搅拌，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出得到预制料；
S2、将聚乳酸、预制料、沸石粉、麦饭石粉、云母粉、黄连素、黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
优选地，S1中，预热温度为180-185℃。
优选地，S1中，挤出温度为190-198℃，挤出过程中真空度保持在0.5-1.2kpa，挤出机的机头压力为5-15Mpa。
优选地，S1中，海泡石、钛酸酯、偶氮二甲酰胺、环氧大豆油、氧化聚乙烯蜡的重量比为20-40：0.1-0.6：0.01-0.06：1-2：5-12。
优选地，S2中，纺丝温度为160-185℃，卷绕速度为1200-1280m/min，牵伸温度为80-88℃，牵伸倍数为2-3倍，
优选地，S2中，聚乳酸、预制料、沸石粉、麦饭石粉、云母粉、黄连素、黄油的重量比为40-60：5-15：1-2：1-2：0.1-0.3：0.1-0.5：1-2。
本发明提出的一种阻燃聚乳酸纤维面料，采用权利要求1-6任一项所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法制得。
本发明制备工艺简单，成本低廉，所得阻燃聚乳酸纤维面料阻燃性能好，具有良好的抗拉强度和韧性，耐湿热性好，应用前景广阔，可广泛应用在纤维织物面料中。
本发明将海泡石预热后，使海泡石与钛酸酯、环氧大豆油、偶氮二甲酰胺分散性好，有利于保证海泡石的表面反应活性，再与氧化聚乙烯蜡复配，由于氧化聚乙烯蜡主要为长链饱和烃，可有效包覆在活化海泡石表面，在挤出机中快速拉伸，相互间结合强度高，表面光滑度极高，韧性极好；而预制料与聚乳酸复配相互间分散性好，不仅阻燃性好，不易燃烧，而且强度高，韧性好；预制料与沸石粉、麦饭石粉、云母粉复配，可有效填补物料内部空隙，在黄油的配合下，分散性能极好，使所得阻燃聚乳酸纤维面料不仅力学性能进一步增强，而且表面光滑度极高，抗氧化性能进一步增强好。
本发明极限氧指数可达30％，上染率可达98％，洗涤牢度(AATCC试验)可达5级，纤维强度为3.8-4.1cN/dtex。经120℃热水处理30min后，强度保持率仍可达89％；恒温70℃、湿度90％的处理168h，强度保持率可达86％。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将20g海泡石预热至185℃，搅拌状态下依次加入0.1g钛酸酯、0.06g偶氮二甲酰胺、1g环氧大豆油，搅拌40min，搅拌速度为600r/min，加入12g氧化聚乙烯蜡，继续搅拌5min，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出，挤出温度为198℃，挤出过程中真空度保持在0.5Mpa，挤出机的机头压力为15Mpa，得到预制料；
S2、将40g聚乳酸、15g预制料、1g沸石粉、2g麦饭石粉、0.1g云母粉、0.5g黄连素、1g黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺丝温度为185℃，卷绕速度为1200m/min，牵伸温度为88℃，牵伸倍数为2倍，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
本实施例所得阻燃聚乳酸纤维面料的极限氧指数为26％，上染率为96％，洗涤牢度为5级，纤维强度为3.8cN/dtex。经120℃热水处理30min后，强度保持率仍为84％；恒温70℃、湿度90％的处理168h，强度保持率可达82％。
实施例2
一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将40g海泡石预热至180℃，搅拌状态下依次加入0.6g钛酸酯、0.01g偶氮二甲酰胺、2g环氧大豆油，搅拌30min，搅拌速度为800r/min，加入5g氧化聚乙烯蜡，继续搅拌10min，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出，挤出温度为190℃，挤出过程中真空度保持在1.2Mpa，挤出机的机头压力为5Mpa，得到预制料；
S2、将60g聚乳酸、5g预制料、2g沸石粉、1g麦饭石粉、0.3g云母粉、0.1g黄连素、2g黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺丝温度为160℃，卷绕速度为1280m/min，牵伸温度为80℃，牵伸倍数为3倍，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
本实施例所得阻燃聚乳酸纤维面料的极限氧指数为27％，上染率为94％，洗涤牢度为5级，纤维强度为3.9cN/dtex。经120℃热水处理30min后，强度保持率仍为83％；恒温70℃、湿度90％的处理168h，强度保持率可达83％。
实施例3
一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将25kg海泡石预热至184℃，搅拌状态下依次加入0.2kg钛酸酯、0.04kg偶氮二甲酰胺、1.2kg环氧大豆油，搅拌38min，搅拌速度为650r/min，加入10kg氧化聚乙烯蜡，继续搅拌6min，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出，挤出温度为196℃，挤出过程中真空度保持在0.6Mpa，挤出机的机头压力为12Mpa，得到预制料；
S2、将45kg聚乳酸、12kg预制料、1.2kg沸石粉、1.8kg麦饭石粉、0.15kg云母粉、0.4kg黄连素、1.2kg黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺丝温度为175℃，卷绕速度为1220m/min，牵伸温度为86℃，牵伸倍数为2.2倍，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
本实施例所得阻燃聚乳酸纤维面料的极限氧指数为28％，上染率为98％，洗涤牢度为5级，纤维强度为4.0cN/dtex。经120℃热水处理30min后，强度保持率仍为89％；恒温70℃、湿度90％的处理168h，强度保持率可达84％。
实施例4
一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将35kg海泡石预热至182℃，搅拌状态下依次加入0.4kg钛酸酯、0.02kg偶氮二甲酰胺、1.8kg环氧大豆油，搅拌32min，搅拌速度为750r/min，加入6kg氧化聚乙烯蜡，继续搅拌8min，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出，挤出温度为192℃，挤出过程中真空度保持在1Mpa，挤出机的机头压力为8Mpa，得到预制料；
S2、将55kg聚乳酸、8kg预制料、1.8kg沸石粉、1.2kg麦饭石粉、0.25kg云母粉、0.2kg黄连素、1.8kg黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺丝温度为165℃，卷绕速度为1240m/min，牵伸温度为82℃，牵伸倍数为2.8倍，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
本实施例所得阻燃聚乳酸纤维面料的极限氧指数为30％，上染率为95％，洗涤牢度为5级，纤维强度为4.1cN/dtex。经120℃热水处理30min后，强度保持率仍为85％；恒温70℃、湿度90％的处理168h，强度保持率可达86％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将海泡石预热，搅拌状态下依次加入钛酸酯、偶氮二甲酰胺、环氧大豆油，搅拌，加入氧化聚乙烯蜡，继续搅拌，用氢氧化钠调节体系pH值为7.5-7.9，送入挤出机挤出得到预制料；
S2、将聚乳酸、预制料、沸石粉、麦饭石粉、云母粉、黄连素、黄油混合，送入熔融纺丝机中经圆形喷丝孔纺丝，纺织得到阻燃聚乳酸纤维面料。
2.根据权利要求1所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，S1中，预热温度为180-185℃。
3.根据权利要求1或2所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，S1中，挤出温度为190-198℃，挤出过程中真空度保持在0.5-1.2kpa，挤出机的机头压力为5-15Mpa。
4.根据权利要求1-3任一项所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，S1中，海泡石、钛酸酯、偶氮二甲酰胺、环氧大豆油、氧化聚乙烯蜡的重量比为20-40：0.1-0.6：0.01-0.06：1-2：5-12。
5.根据权利要求1-4任一项所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，S2中，纺丝温度为160-185℃，卷绕速度为1200-1280m/min，牵伸温度为80-88℃，牵伸倍数为2-3倍。
6.根据权利要求1-5任一项所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法，其特征在于，S2中，聚乳酸、预制料、沸石粉、麦饭石粉、云母粉、黄连素、黄油的重量比为40-60：5-15：1-2：1-2：0.1-0.3：0.1-0.5：1-2。
7.一种阻燃聚乳酸纤维面料，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述阻燃聚乳酸纤维面料的制备方法制得。
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