CN117402486A - 一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117402486A CN117402486A CN202311440201.9A CN202311440201A CN117402486A CN 117402486 A CN117402486 A CN 117402486A CN 202311440201 A CN202311440201 A CN 202311440201A CN 117402486 A CN117402486 A CN 117402486A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyamide
- inorganic hybrid
- zinc oxide
- polyamide compound
- parts
- 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
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 title claims abstract description 145
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 title claims abstract description 145
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 82
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 claims abstract description 19
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 14
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 34
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 34
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 9
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 9
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 9
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 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 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCC(CO)CC1 YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920005644 polyethylene terephthalate glycol copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(C)CO QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YISOFAMSAOCCFQ-UHFFFAOYSA-N 7-oxabicyclo[4.1.0]heptane-1,6-diol Chemical compound C1CCCC2(O)OC21O YISOFAMSAOCCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229920006052 Chinlon® Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010983 kinetics study Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
-
- 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
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- 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
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/90—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyamides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2231—Oxides; Hydroxides of metals of tin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/12—Applications used for fibers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及制备方法和应用，该聚酰胺复合物包括质量比为200:(0.01‑1)的聚酰胺组合物和聚酰胺加工助剂；该制备方法为：按质量份，将聚酰胺树脂、纳米氧化锌母粒、纳米掺锑氧化锡、环状磷酸酯和聚酰胺加工助剂在高混机中混和均匀，再通过双螺杆挤出机挤出、造粒，无机杂化聚酰胺复合物；该无机杂化聚酰胺复合物用于熔融纺丝制备改性聚酰胺纤维。与现有技术相比，本发明的无机杂化聚酰胺纤维的抗断裂性能更好、可纺也较好、工艺流程简单、应用广泛且适合各种大小类型的企业。
Description
技术领域
本发明属于高分子化合物技术领域，尤其是涉及一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用。
背景技术
化学纤维自面世以来凭借其有优异的物理和化学性能逐步进入人们的日常生活，其中比如聚酰胺具有优良的耐磨耐油性、耐低温、耐化学药品，而且强度高、抗冲击，易于染色，摩擦系数低等，因此被广泛地被用于制作各种室内装饰织物，织带，床上用品、沙发、帐篷以及降落伞、作战服和单兵作战装备等。至于聚酯，同样的具有强度高、耐化学性能优良、热塑性好等优点。自实现工业化生产以来，聚酯纤维凭借其综合性价比，广泛应用于运动休闲服、家纺等多个领域。
得益于其本身的优点，化纤的使用量愈来愈大，应用范围越来越广。但化纤自身的缺陷缺限制了其进一步发展，例如化纤本身抗菌不足，容易发闷滋生细菌引起发臭等现象；同时由于聚酰胺纤维的分子结构特性，属于可燃材料，并且燃烧时易产生熔滴现象，给日常使用带来巨大的安全隐患，尤其是在服装应用领域，容易引起烫伤；而聚酯亲水性不佳、染色难、透气性差等，同样大大限制了其纤维的应用领域。如要突破聚酯、聚酰胺自身材料的缺陷，则需添加无机抗菌阻燃或其他功能性助剂，以改进聚酯、聚酰胺纤维的功能，实现纤维的差异化。
因此纤维的功能化是扩大化纤应用范围的手段之一，而其主要研究手段为纤维的改性。纤维的改性方法主要有化学改性和物理改性，物理改性因其操作简便而被广泛关注，其中共混改性是物理改性研究的重点。
不过共混改性虽然能显著提高化纤某一方面的性能，但这并非意味着没有代价。其中比较具有代表性的就是共混改性后，纤维的可纺性以及强度会有不同程度的下降。
如期刊《共聚阻燃尼龙6的合成及其应用-蔡铁锦》、《涤纶高强黑色工业丝生产工艺研究》、《玉石粉、PET共混切片流变性能及可纺性研究-孙燕琳》、专利CN112961341B《光敏变色偶氮苯聚酰胺及其制备方法和光敏变色尼龙纤维》等均提到经过改性后纤维强度相较于普通纤维都有下降。
期刊《聚酯夜光炫彩丝的纺丝工艺探讨》、《锦纶6纤维用炭黑母粒的制备与性能研究》等提到随着功能助剂添加量的增大，纺丝过程中出现的断头、飘丝现象也越来越多，即可纺性变差。
对于上述现象产生的原因，除了功能助剂粒径过大、添加量过多堵滤网是一方面，功能助剂在熔体中起成核剂作用，会促进结晶，破坏分子链的规整性，从而降低强度则是另一方面。
例如期刊《新型含苯并咪唑结构磺酸盐构建高火灾安全性热塑性聚酯》、硕士论文《高含量阳离子易染共聚酯母粒的制备及其在聚酯纺丝中的应用-孙超》观察到共混切片的冷结晶峰相比常规聚酯切片的结晶峰温度高，这是因为由于阳离子染料易染共聚酯母粒添加含量的提高，有更多的磺酸盐基团被引入，而磺酸盐呈现强极性与聚酯基质之间极性相差较大，磺酸基团会形成纳米级别离子聚集异相成核，这个现象促进结晶行为。
期刊《磷硅改性阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备及其性能》观察到在高温下，PET熔体较难形成稳定的晶核，引入阻燃剂起到结晶成核剂的作用，增加了体系中的晶核密度，使熔体在较高温度下发生异相成核，从而促进结晶。
期刊《石墨烯改性大直径PA6单丝纺丝工艺及性能研究》观察到从降温结晶曲线中看出石墨烯尼龙母粒的加入使结晶速率增大，结晶度增加，石墨烯在PA6基体中起到成核剂作用。
因此在共混改性的前提下，为了提高化纤的可纺性，从降低熔体的结晶/取向温度入手是个不错的切入点，由此扩大可牵伸温度区间，从而实现更高的牵伸比、更高的纤维强度。
专利CN112322033B采用聚乙烯吡咯烷酮来降低尼龙的结晶温度，聚乙烯吡咯烷酮作为一种合成水溶性高分子化合物，其结构单元中含有酰胺基团，与聚酰胺分子间可形成氢键，从而破坏其结晶形为，有助于降低尼龙的结晶温度，但同时也会造成力学性能的下降。
专利CN116041916A选择添加褐煤酸蜡来降低PBT的结晶温度，但是同样存在力学性能下降的问题。
此外为了降低结晶温度，通过加入第三、第四单体，破坏原有分子链结构的规整性，是一种有效的方式。
期刊《GCHD改性PET共聚酯的非等温结晶动力学》以对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为主要原料、戊二酸环氧环己烷二酯二醇(GCHD)为第三单体，采用直接酯化熔融缩聚法，制备了GCHD改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共聚酯(PEGHT)。随后发现在相同降温速率下，与PET相比，PEGHT的结晶温度降低。
专利CN 107746457B，引入第二种单体2-甲基-1，3-丙二醇，破坏链段的规整性，降低结晶速率，降低熔点。
专利CN101735437A引入间苯二甲酸和聚乙二醇第三组分改性来破坏聚酯分子链段结构的规整性，降低结晶速率和熔点。
硕士论文《1,4—环己烷二甲醇改性PBT共聚酯合成及性能研究》、期刊《CHDM改性PBT共聚酯的非等温结晶动力学研究》添加CHDM使得PBT的结晶温度降低。
期刊《ABS/PET/PETG合金非等温结晶动力学》发现通过与PETG共混，PET的结晶温度同样能够降低。
硕士论文《PBT低熔点共聚酯的制备与性能研究》通过引入第三单体IPA，成功降低PBT的熔点以及结晶温度。
专利CN 108350235 A通过在主链内引入己内酰胺或一种或多种其他共聚单体，使得PA66结晶速率显著降低，甚至变得比PA6慢，在实际应用中可用此法提高纺丝性。
通过引入第三、第四单体的方式来降低聚酯、聚酰胺的结晶温度虽然有效，但运行流程繁琐，不适用于没有合成能力的小微企业。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供了一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，该聚酰胺复合物包括质量比为200:(0.01-1)的聚酰胺组合物和聚酰胺加工助剂；
该聚酰胺组合物按重量份计，包括以下组分：
作为本发明的一种优选方式，该聚酰胺复合物包括质量比为200-1的聚酰胺组合物和聚酰胺加工助剂，该聚酰胺组合物按重量份计，包括以下组分：
进一步地，所述纳米氧化锌母粒包括质量比为100-1的纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂；
该按纳米氧化锌组合物按重量份计，包括以下组分：
聚酰胺树脂 50-100份，
纳米氧化锌 0-50份。
作为本发明的一种优选方式，所述纳米氧化锌母粒包括质量比为100：(0.01-1)的纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂，该按纳米氧化锌组合物按重量份计，包括以下组分：
聚酰胺树脂 75份，
纳米氧化锌 25份。
更进一步地，所述纳米氧化锌的粒径为10-50nm。
作为本发明的一种优选方式，所述纳米氧化锌的粒径为20nm。
更进一步地，所述纳米氧化锌母粒的制备方法为：
按质量份，将纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂在高混机中混和均匀，再通过双螺杆挤出机挤出、造粒，得到纳米氧化锌母粒。
进一步地，所述纳米掺锑氧化锡包括摩尔质量比比为(90-95)：(5-10)的SnO2和Sb2O3。
更进一步地，所述纳米掺锑氧化锡的粒径为5-200nm。
进一步地，所述环状磷酸酯的结构式为：
结构A分子式C32H24O4P2；
结构B分子式C26H20O4P2；
结构C分子式C26H24O2P2；
作为本发明的一种优选方式，所述环状磷酸酯的结构式为结构A。
进一步地，所述聚酰胺加工助剂为SEED、EBS或聚乙烯蜡混合物中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方式，所述聚酰胺加工助剂为SEED、EBS和聚乙烯蜡混合物，其中各组分按重量份比例为1:1:1混合。
本发明的第二方面提供了一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物的制备方法，该制备方法为：
按质量份，将聚酰胺树脂、纳米氧化锌母粒、纳米掺锑氧化锡、环状磷酸酯和聚酰胺加工助剂在高混机中混和均匀，再通过双螺杆挤出机挤出、造粒，无机杂化聚酰胺复合物。
本发明的第三方面提供了一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物的应用，该无机杂化聚酰胺复合物用于熔融纺丝制备改性聚酰胺纤维。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的无机杂化聚酰胺复合物中添加了纳米掺锑氧化锡(ATO)与环状磷酸酯，其二者的共同作用使得无机杂化聚酰胺纤维的结晶温度有所降低，使得纤维的有序结晶和取向变得更加容易。
(2)本发明的无机杂化聚酰胺复合物制得的无机杂化聚酰胺纤维的抗断裂性能更好、改善了聚酰胺可纺性。
(2)本发明的工艺流程简单，应用广泛，适合各种大小类型的企业。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例中各原料如无特殊说明均为市售原料，无特殊说明纯度均为化学纯或分析纯等级。
以下所述的聚酰胺加工助剂为SEED、EBS和聚乙烯蜡7081混合物，其中SEED购买自克莱恩，EBS购买自马来西亚KLK，聚乙烯蜡7081购买自Hollywell霍尼韦尔，其中各组分按重量份比例为1:1:1混合，所述的聚酰胺树脂为尼龙6切片(PA6切片)(粘度2.45)，环状磷酸酯的结构为以下：
环状磷酸酯A分子式C32H24O4P2
环状磷酸酯B分子式C26H20O4P2
环状磷酸酯C分子式C26H24O2P2
在下述实施例中，环状磷酸酯A指的是环状磷酸酯结构A。
其中，纳米氧化锌母粒的制备方法如下：
该纳米氧化锌母粒包括质量比为100：1的纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂；
其中纳米氧化锌组合物按照以下组分及重量份含量备料：
PA6切片粘度2.45 75，
纳米氧化锌(D50 20nm) 25。
将以上各组分放入高混机中混合15分钟，随后加入到同向双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中挤出机长径比为48，挤出机各区温度分别为225℃-235℃-245℃-255℃-255℃-245℃-235℃-225℃，冷却水温控制在35℃，得到纳米氧化锌母粒。
将得到的纳米氧化锌母粒烘干包装备用，水分控制在200ppm以下。
实施例1
制备无机杂化聚酰胺复合物，该聚酰胺复合物包括质量比为200:1的聚酰胺组合物和聚酰胺加工助剂，该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
将以上各组分放入高混机中混合15分钟，随后加入到同向双螺杆挤出机中进行挤出，水冷后牵引切粒，其中挤出机长径比为48，挤出机各区温度分别为225℃-235℃-245℃-255℃-255℃-245℃-235℃-225℃，冷却水温控制在35℃，对切粒后的颗粒进行烘干，水分控制在200ppm以下，随后包装备用，得到无机杂化聚酰胺复合物。
随后通过FDY式高速纺丝机进行熔融纺丝得到无机杂化聚酰胺纤维，其中纺丝挤出各区温度分别为235℃-255℃-250℃--255℃，纺丝速度为5100m/min，牵伸倍率为3.5倍。
实施例2
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例3
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例4
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例5
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例6
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例7
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例8
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例9
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例10
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例11
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例12
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例13
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例14
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例15
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例16
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例17
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例18
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例19
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例20
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例21
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例22
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例23
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
/>
实施例24
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例25
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
实施例26
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
对比例1
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是只有PA6切片(粘度2.45)熔融纺丝得到聚酰胺纤维。
对比例2
与实施例1相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
PA6切片粘度2.45 85，
纳米氧化锌母粒 15。
对比例3
与实施例13相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
对比例4
与实施例13相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
对比例5
与实施例13相比，绝大部分相同，不同的是该聚酰胺组合物按照以下组分及重量份含量备料：
观察各实施例及对比例8h纺丝飘丝次数，测试制得的聚酰胺纤维的结晶温度，采用PERKINELMER公司的DSC4000，测试条件：升温20℃/min,降温20℃/min。
测试制得的聚酰胺纤维的断裂强度，测试条件：温度20℃，湿度80％RH，拉伸速度250mm/min。
/>
通过比较对比例1和对比例2可知，纳米氧化锌母粒的加入会导致改性聚酰胺结晶温度的提高，同时飘丝次数增加。
通过比较对比例2、对比例3和实施例1，可知单独加入纳米掺锑氧化锡(ATO)不会降低改性聚酰胺的结晶温度，也无法降低其飘丝次数，于提高可纺性无益。
通过比较对比例2、对比例4和实施例2，可知单独加入环状磷酸酯没有明显降低改性聚酰胺的结晶温度，也无法降低其飘丝次数，于提高可纺性无益。
将实施例21～26和对比例3与其余实施例对比可看出纳米掺锑氧化锡(ATO)质量份超过5份时，飘丝次数大幅增加，原因在于纳米掺锑氧化锡(ATO)也属于无机填充物，质量占比过大一样会影响纺丝。
将实施例8、实施例14、实施例20、实施例26、对比例4与其余实施例对比可看出环状磷酸酯质量份超过20份时聚酰胺结晶温度降低但无法纺丝，可纺性并没有得到提高。
通过比较对比例2和实施例3～7、实施例9～13以及实施例15～19，可知纳米掺锑氧化锡(ATO)与环状磷酸酯的共同作用会降低聚酰胺的结晶温度，外在表现即是飘丝的次数变少。其中纳米掺锑氧化锡(ATO)具有良好的红外线阻隔性能，在聚酰胺熔体中起吸热作用，而环状磷酸酯则在聚酰胺熔体中起润滑作用，改性聚酰胺的结晶温度在两者的共同作用下有一定程度的降低，纤维的有序结晶和取向变得更加容易。其中实施例13纳米掺锑氧化锡(ATO)3份，环状磷酸酯20份表现最佳。
通过比较实施例13和对比例5可知纳米氧化锡无法替代纳米掺锑氧化锡(ATO)，本发明中改性聚酰胺的可纺性提高离不开纳米掺锑氧化锡(ATO)和环状磷酸酯的协效作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，该聚酰胺复合物包括质量比为200：(0.01-1)的聚酰胺组合物和聚酰胺加工助剂；
该聚酰胺组合物按重量份计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述纳米氧化锌母粒包括质量比为100：(0.01-1)的纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂；
该纳米氧化锌组合物按重量份计，包括以下组分：
聚酰胺树脂 50-100份，
纳米氧化锌 0-50份。
3.根据权利要求2所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述纳米氧化锌的粒径为10-50nm。
4.根据权利要求2所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述纳米氧化锌母粒的制备方法为：
按质量份，将纳米氧化锌组合物和聚酰胺加工助剂在高混机中混和均匀，再通过双螺杆挤出机挤出、造粒，得到纳米氧化锌母粒。
5.根据权利要求1所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述纳米掺锑氧化锡包括摩尔质量比为(90-95)：(5-10)的SnO2和Sb2O3。
6.根据权利要求5所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述纳米掺锑氧化锡的粒径为5-200nm。
7.根据权利要求1所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述环状磷酸酯的结构式为：
中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物，其特征在于，所述聚酰胺加工助剂为SEED、EBS或聚乙烯蜡混合物中的一种或多种。
9.如权利要求1-8任一所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物的制备方法，其特征在于，该制备方法为：
按质量份，将聚酰胺树脂、纳米氧化锌母粒、纳米掺锑氧化锡、环状磷酸酯和聚酰胺加工助剂在高混机中混和均匀，再通过双螺杆挤出机挤出、造粒，无机杂化聚酰胺复合物。
10.如权利要求1-8任一所述的一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物的应用，其特征在于，该无机杂化聚酰胺复合物用于熔融纺丝制备改性聚酰胺纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311440201.9A CN117402486A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311440201.9A CN117402486A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117402486A true CN117402486A (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=89494127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311440201.9A Pending CN117402486A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117402486A (zh) |
-
2023
- 2023-11-01 CN CN202311440201.9A patent/CN117402486A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11149129B2 (en) | Graphene composite material and preparation method thereof | |
| CN111304776A (zh) | 一种柚皮甙改性涤纶长丝 | |
| EP2245077B1 (en) | Monofilament fibers comprising ground calcium carbonate | |
| CN111349325B (zh) | 改性生物基聚合物纤维组合物和改性生物基聚合物纤维及其制备方法 | |
| CN110257947B (zh) | 一种抗菌聚酯工业丝及其制备方法 | |
| CN112853521B (zh) | 一种防静电poy丝的生产方法 | |
| WO2023115980A1 (zh) | 一种复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111349982B (zh) | 异形改性生物基聚合物纤维及其制备方法 | |
| CN105177751A (zh) | 一种有色抗紫外异形细旦涤纶长丝及其制备方法 | |
| US20120292808A1 (en) | Process for producing shaped articles of poly(trimethylene arylate)/polystyrene | |
| WO2014105669A1 (en) | Polytrimethylene terephthalate-based flame retardant compositions | |
| EP2826808B1 (en) | Polyester fibres and filaments prepared by use of pmma pigment masterbatch, production method thereof and use | |
| JP2007056392A (ja) | 難燃性ポリアミド繊維および難燃性布帛 | |
| CN106319680B (zh) | 一种多功能聚酯短纤维的制造方法 | |
| KR101783325B1 (ko) | 쉬스-코어 복합방사로 제조된 폴리페닐렌 설파이드 복합섬유 | |
| CN105696103A (zh) | 地毯丝用共聚型阻燃抗紫外尼龙6纤维及其制备方法 | |
| KR20120065356A (ko) | 폴리(트라이메틸렌 아릴레이트)/폴리스티렌 조성물 및 제조 방법 | |
| CN117402486A (zh) | 一种可纺性高的无机杂化聚酰胺复合物及其制备方法和应用 | |
| CN114561716B (zh) | 一种抗熔滴阻燃聚乳酸纤维及其制备方法 | |
| CN115975293A (zh) | 一种丙纶用2000小时防老化色母粒及其制备方法 | |
| KR101235255B1 (ko) | 나노 실리카 입자가 포함된 고강도 폴리에틸렌 멀티필라멘트 연신사의 제조방법 | |
| CN109503946A (zh) | 一种植物源丙纶母粒及其制备方法 | |
| CN101891937B (zh) | 常压阳离子可染的共混聚酯及其生产方法 | |
| CN110387597B (zh) | 一种基于一步法牵伸工艺的高强尼龙6长丝及其制备方法 | |
| CN110607574A (zh) | 一种高色牢度pps纤维及其制备方法 |
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 |