CN114108185A - 一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 - Google Patents
一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114108185A CN114108185A CN202111465856.2A CN202111465856A CN114108185A CN 114108185 A CN114108185 A CN 114108185A CN 202111465856 A CN202111465856 A CN 202111465856A CN 114108185 A CN114108185 A CN 114108185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- woven fabric
- retardant
- solution
- graphene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 133
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 125
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 75
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 59
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 45
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 42
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 34
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 17
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 15
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 11
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 9
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 8
- CWZPGMMKDANPKU-UHFFFAOYSA-L butyl-di(dodecanoyloxy)tin Chemical compound CCCC[Sn+2].CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O CWZPGMMKDANPKU-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 8
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- MMNLHUHQFDVPSQ-UHFFFAOYSA-N N=C=O.CCO[Si](OCC)(OCC)C(C)C Chemical compound N=C=O.CCO[Si](OCC)(OCC)C(C)C MMNLHUHQFDVPSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- BSYJHYLAMMJNRC-UHFFFAOYSA-N 2,4,4-trimethylpentan-2-ol Chemical group CC(C)(C)CC(C)(C)O BSYJHYLAMMJNRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- GCSJLQSCSDMKTP-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C=C GCSJLQSCSDMKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- BJDLPDPRMYAOCM-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propan-2-yl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C(C)C BJDLPDPRMYAOCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 description 1
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/07—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making fire- or flame-proof filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/50—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyalcohols, polyacetals or polyketals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
- D04H1/4309—Polyvinyl alcohol
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种阻燃无纺布的制备方法及其产品，首先把各种组分配成浆料，通过低温湿法研磨工艺将其研磨成细度要求非常高的料浆，反应组分和功能组分都可以得到很好的分散，之后反应生成含有石墨烯的杂化阻燃剂，和另一阻燃组分含磷有机硅进行复配。借助静电纺丝的机理，复配的阻燃料浆通过强电场力向覆盖在金属基板上的无纺布喷射成丝，通过水平方向对无纺布移动速度的控制，对无纺布基底形成全面均匀的阻燃纤维覆盖，再经过清洗和干燥处理，得到阻燃指标很好的阻燃无纺布样品。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种阻燃无纺布的制备方法及其产品。
背景技术
随着高分子材料工业的发展，塑料、橡胶、纤维等合成材料,越来越广泛地用于建筑、化工、军事及交通等领域，因其作为高分子材料的易燃性，阻燃技术受到全球性的关注。预计全球阻燃剂需求总量将以年均4-5%的速度持续增长，其发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全。从上世纪六十年代开始，卤系阻燃剂就已经在众多高分子阻燃材料领域中广泛应用。这是因为这类阻燃剂，特别是溴系阻燃剂，阻燃效率高、生产成本较低和优异的性价比使其在市场上具有很强的竞争力。然而，人们对火灾现场深入研究后发现采用卤系阻燃剂的聚合物在燃烧过程中会产生大量的有毒、腐蚀性气体和烟雾，使人窒息而死，其危害性比火灾本身更为严重。随着世界各国公众环保意识的增强，人们对卤系阻燃剂使用的安全性寄予了极大的关注，阻燃剂的无卤化已经成为当前和今后阻燃剂研究领域的前沿性课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种阻燃无纺布的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的阻燃无纺布产品。
本发明目的通过下述方案实现：一种阻燃无纺布的制备方法，包括下述步骤：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：按质量取石墨烯5~10份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1~2份、正丁基锡二月桂酸酯0.1~0.2份、四氢呋喃900~1800份按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸12~24份、去离子水100~200份后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃，得石墨烯溶液；取含磷有机硅DOPO-VTS (即9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和乙烯基三甲基硅烷的合成物)50份溶于450份四氢呋喃后加入到前述石墨烯溶液中，再加入10份氨水并搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，以1:25的质量比加入到聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶。无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布；用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
所述的聚乙烯醇水溶液浓度为20%质量份数，制备溶液用的粉末聚合度为1700~1800，醇解度为88%。
湿法研磨所用磨介氧化锆微球直径≤0.1mm。
所用的无纺布的克重为10~20g/m2，由熔喷工艺制备，熔喷原料中含有阻燃剂。
纺丝时上胶料槽中可以同时放多个相互平行的胶辊，这些胶辊规格相同，可以同时接电旋转上胶，且旋转方向可以单独控制。
纺丝时的电压范围为70~100KV，胶辊上端到极板的距离h范围是170~200mm，无纺布收卷速度为0.2~1m/s，喷涂空间环境温度为40~50℃，湿度为40%~60%。
经测试，所得到的阻燃无纺布的极限氧指数＞28.5。
本发明首先把各种组分配成浆料，通过低温湿法研磨工艺将其研磨成细度要求非常高的料浆，反应组分和功能组分都可以得到很好的分散，之后反应生成含有石墨烯的杂化阻燃剂，和另一阻燃组分含磷有机硅进行复配，借助静电纺丝的机理，阻燃料浆通过强电场力向覆盖在金属基板上的无纺布喷射成丝，通过水平方向对无纺布移动速度的控制，对无纺布基底形成全面均匀的阻燃纤维覆盖，再经过清洗和干燥处理，得到阻燃指标优异的阻燃无纺布。
附图说明
附图1：本发明工艺流程简图；
图中标号说明：
1——阻燃电纺液；2——上胶槽；3——胶辊；
4——蠕动泵浆料补料循环系统；5——无纺布；7——极板；
6——放卷轴；8——张紧轴；9——收卷轴；
10——乙醇清洗槽。
具体实施方式
本发明通过下面的具体实例进行详细描述，但本发明的保护范围不受限于这些实施例。
实施例1
一种阻燃无纺布，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯5g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1g、正丁基锡二月桂酸酯0.1 g、四氢呋喃900g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为直径≤0.1mm的氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸12 g、去离子水100g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g，DOPO-VTS即9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和乙烯基三甲基硅烷的合成物，溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水并搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：如图1所示，将阻燃电纺液1加入到上胶槽2中，加入量以胶辊3辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统4，胶辊3接高电压并以适宜转速旋转上胶；无纺布5由放卷轴6放卷后通过张紧轴8和收卷轴9紧贴着胶辊3正上方的极板7作水平匀速收卷动作，胶辊3上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布，该复合无纺布在乙醇清洗槽10中用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，经真空烘箱烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
所述的聚乙烯醇水溶液浓度为20%质量份数，制备溶液用的粉末聚合度为1700~1800，醇解度为88%。
所用的无纺布的克重为10~20g/m2，由熔喷工艺制备，熔喷原料中含有阻燃剂。
根据生产规模，纺丝时上胶槽中可以同时放多个相互平行的胶辊，这些胶辊规格相同，可以同时接电旋转上胶，且旋转方向可以单独控制。
纺丝时的电压范围为70~100KV，胶辊上端到极板的距离h范围是170~200mm，无纺布收卷速度为0.2~1m/s，喷涂空间环境温度为40~50℃，湿度为40%~60%。
本实施例所得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布极限氧指数为28.7，相关测试结果见表1。
实施例2
一种阻燃无纺布，与实施例1步骤近似，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯7.5g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1.5g、正丁基锡二月桂酸酯0.15g、四氢呋喃1350g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸18g、去离子水150g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：与实施例1电纺工艺近似，将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶。无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布；用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布极限氧指数29，见表1。
实施例3
一种阻燃无纺布，与实施例1步骤近似，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯10g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷2g、正丁基锡二月桂酸酯0.2g、四氢呋喃1800g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸24g、去离子水200g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：与实施例1电纺工艺近似，将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶；无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布；用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布极限氧指数29.2，相关测试结果见表1
Claims (10)
1.一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：按质量取石墨烯5~10份、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1~2份、正丁基锡二月桂酸酯0.1~0.2份、四氢呋喃900~1800份按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸12~24份、去离子水100~200份后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃，得石墨烯溶液；取含磷有机硅DOPO-VTS 50份溶于450份四氢呋喃后加入到前述石墨烯溶液中，再加入10份氨水并搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液制备：对阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，以1:25的质量比加入到聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶。无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布，用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇水溶液浓度为20%质量份数，制备溶液用的粉末聚合度为1700~1800，醇解度为88%。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，湿法研磨所用磨介氧化锆微球直径≤0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，所用的无纺布的克重为10~20g/m2，由熔喷工艺制备，熔喷原料中含有阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，纺丝时上胶槽中同时放二个以上相互平行的胶辊，这些胶辊规格相同，同时接电旋转上胶，且旋转方向单独控制。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，纺丝时的电压范围为70~100KV，胶辊上端到极板的距离h范围是170~200mm，无纺布收卷速度为0.2~1m/s，喷涂空间环境温度为40~50℃，湿度为40%~60%。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯5g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1g、正丁基锡二月桂酸酯0.1 g、四氢呋喃900g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸12 g、去离子水100g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g，DOPO-VTS即9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和乙烯基三甲基硅烷的合成物，溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水并搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：将阻燃电纺液（1）加入到上胶槽（2）中，加入量以胶辊（3）辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统（4），胶辊（3）接高电压并以适宜转速旋转上胶；无纺布（5）由放卷轴（6）放卷后通过张紧轴（8）和收卷轴（9）紧贴着胶辊（3）正上方的极板（7）作水平匀速收卷动作，胶辊（3）上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布，该复合无纺布在乙醇清洗槽（10）中用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，经真空烘箱烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
所得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布极限氧指数为28.7，相关测试结果见表1。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯7.5g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷1.5g、正丁基锡二月桂酸酯0.15g、四氢呋喃1350g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸18g、去离子水150g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：与实施例1电纺工艺近似，将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶。无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布；用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种阻燃无纺布的制备方法，其特征在于，按下述步骤制备：
石墨烯的阻燃剂溶液的制备：
（1）取石墨烯10g、异氰酸丙基三乙氧基硅烷2g、正丁基锡二月桂酸酯0.2g、四氢呋喃1800g按顺序灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，研磨2小时后出料，再加入盐酸24g、去离子水200g后在氮气保护下回流搅拌12个小时，回流反应温度60℃得石墨烯溶液；
（2）取含磷有机硅DOPO-VTS 50g溶于450g四氢呋喃后加入到（1）的石墨烯溶液中，再加入10g氨水搅拌5小时，最终得到含有石墨烯的阻燃剂溶液；
阻燃电纺液的制备：对含有石墨烯的阻燃剂溶液进行减压蒸馏以去除四氢呋喃等易挥发溶剂后，取40g加入到1000g聚乙烯醇水溶液中混合均匀，得到阻燃电纺液；
用静电纺工艺制备阻燃无纺布：与实施例1电纺工艺近似，将电纺液加入到上胶槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3~5mm为宜，同时接入蠕动泵浆料补料循环系统，胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶；无纺布放卷后紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的无纺布上形成纤维覆盖交织的复合无纺布；用乙醇对复合无纺布进行反复清洗后，在真空烘箱中进行烘干，最后得到含有石墨烯的有机无机杂化阻燃剂的阻燃无纺布。
10.一种阻燃无纺布，其特征在于根据权利要求1-9任一所述方法制备得到，所得到的阻燃无纺布的极限氧指数＞28.5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111465856.2A CN114108185A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111465856.2A CN114108185A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114108185A true CN114108185A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80366125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111465856.2A Pending CN114108185A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114108185A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117225190A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-12-15 | 安庆市长三角未来产业研究院 | 纳滤膜用无纺布支撑材料及其制备方法与应用 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1468135A (zh) * | 2000-09-05 | 2004-01-14 | �������ɭ | 用来过滤空气流以除去气流中夹带的颗粒物质的空气过滤装置 |
| JP2013019093A (ja) * | 2012-09-07 | 2013-01-31 | Idemitsu Technofine Co Ltd | 繊維架橋体および繊維架橋体の製造方法 |
| CN103073749A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 苏州安鸿泰新材料有限公司 | 含dopo和层离石墨烯的纳米复合阻燃剂的制备方法与应用 |
| JP2014201849A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 富山県 | 複合基布及びその製造方法 |
| US20160047067A1 (en) * | 2013-03-08 | 2016-02-18 | Finetex Ene, Inc. | Electrospinning apparatus |
| US20160175748A1 (en) * | 2013-08-01 | 2016-06-23 | Finetex Ene, Inc. | Multi-layered nanofiber filter having improved heat resistance, and method for manufacturing same |
| CN106046287A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-10-26 | 杭州吉华高分子材料股份有限公司 | 一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法 |
| CN110628170A (zh) * | 2019-10-23 | 2019-12-31 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法 |
| WO2020040155A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 東レ株式会社 | プリプレグの製造方法、プリプレグテープの製造方法および繊維強化複合材料の製造方法 |
| CN111485328A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-08-04 | 浙江恒澜科技有限公司 | 一种阻燃纳米纤维复合材料的制备方法及装置 |
| CN111876907A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-03 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种抗菌无纺布的制备方法 |
| CN112359492A (zh) * | 2020-07-09 | 2021-02-12 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种对无纺布的改性方法 |
| CN113262566A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-17 | 苏州克劳丝纳米科技有限公司 | 一种基于碳纳米纤维的防静电纳米纤维过滤材料及其制备方法 |
| CN113638130A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-12 | 无锡市鸿庆无纺布有限公司 | 一种多用途环保除菌型多层过滤无纺布及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111465856.2A patent/CN114108185A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1468135A (zh) * | 2000-09-05 | 2004-01-14 | �������ɭ | 用来过滤空气流以除去气流中夹带的颗粒物质的空气过滤装置 |
| JP2013019093A (ja) * | 2012-09-07 | 2013-01-31 | Idemitsu Technofine Co Ltd | 繊維架橋体および繊維架橋体の製造方法 |
| CN103073749A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-05-01 | 苏州安鸿泰新材料有限公司 | 含dopo和层离石墨烯的纳米复合阻燃剂的制备方法与应用 |
| US20160047067A1 (en) * | 2013-03-08 | 2016-02-18 | Finetex Ene, Inc. | Electrospinning apparatus |
| JP2014201849A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 富山県 | 複合基布及びその製造方法 |
| US20160175748A1 (en) * | 2013-08-01 | 2016-06-23 | Finetex Ene, Inc. | Multi-layered nanofiber filter having improved heat resistance, and method for manufacturing same |
| CN106046287A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-10-26 | 杭州吉华高分子材料股份有限公司 | 一种石墨烯改性水性聚氨酯的制备方法 |
| WO2020040155A1 (ja) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 東レ株式会社 | プリプレグの製造方法、プリプレグテープの製造方法および繊維強化複合材料の製造方法 |
| CN110628170A (zh) * | 2019-10-23 | 2019-12-31 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法 |
| CN111485328A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-08-04 | 浙江恒澜科技有限公司 | 一种阻燃纳米纤维复合材料的制备方法及装置 |
| CN111876907A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-03 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种抗菌无纺布的制备方法 |
| CN112359492A (zh) * | 2020-07-09 | 2021-02-12 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种对无纺布的改性方法 |
| CN113262566A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-17 | 苏州克劳丝纳米科技有限公司 | 一种基于碳纳米纤维的防静电纳米纤维过滤材料及其制备方法 |
| CN113638130A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-12 | 无锡市鸿庆无纺布有限公司 | 一种多用途环保除菌型多层过滤无纺布及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117225190A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-12-15 | 安庆市长三角未来产业研究院 | 纳滤膜用无纺布支撑材料及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106632958B (zh) | 基于反应型石墨烯阻燃剂的阻燃水基聚氨酯的制备方法 | |
| Jeong et al. | Preparation of polyurethane cationomer nanofiber mats for use in antimicrobial nanofilter applications | |
| CN108384428B (zh) | 一种耐光抗菌型水性聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| CN111117467B (zh) | 石墨烯改性阻燃性水性聚氨酯涂料的制备方法 | |
| TW201708639A (zh) | 矽氧改質聚胺基甲酸乙酯系纖維及其製造方法 | |
| CN107236378A (zh) | 太阳能电池背板用涂料组合物及其太阳能电池背板 | |
| CN114108185A (zh) | 一种阻燃无纺布的制备方法及其产品 | |
| CN101041709A (zh) | 一种含氟水性聚氨酯及其制备方法和应用 | |
| CN107475902B (zh) | 一种超疏水纤维膜的制备方法 | |
| TW201809052A (zh) | 聚矽氧改質聚胺基甲酸酯系纖維及其製造方法 | |
| CN109972221B (zh) | 纺织用抗静电阻燃无纺布的制备方法 | |
| CN107460559A (zh) | 一种石墨烯涤纶纤维的制备方法 | |
| CN116285318A (zh) | 一种质轻导热工程塑料及其制备方法 | |
| US20160280879A1 (en) | Flame-retarded materials and methods for forming the same | |
| CN109384959B (zh) | 一种磷氮高负载水滑石阻燃剂的制备方法 | |
| CN117050438A (zh) | 一种阻燃的pvc复合材料及其制备方法 | |
| CN115569638B (zh) | 一种Zr-MOF复合膜防护材料及其制备方法 | |
| CN101972620B (zh) | 一种微胶囊包覆聚磷酸铵的制备方法 | |
| CN115322673B (zh) | 一种阻燃型防水涂料及其制备方法 | |
| CN116790138A (zh) | 一种改性石墨烯及改性石墨烯浆料的制备方法 | |
| CN1584189A (zh) | 阴离子型反应性水性聚氨酯阻燃整理剂及其制备方法 | |
| CN110079886A (zh) | 阻燃抗静电针织面料的制备方法 | |
| DE3012369A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von silanderivaten aus sepiolith durch reaktion mit alkoxylsilanen fuer die haertesteigerung von polymeren | |
| Isakova et al. | Design, synthesis and RAFT polymerisation of a quinoline-based monomer for use in metal-binding composite microfibers | |
| CN114134720A (zh) | 一种防静电无纺布的制备方法及其产品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220301 |