CN118186608A - 一种基于降温母粒的丙纶丝及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及丙纶丝生产技术领域，具体为一种基于降温母粒的丙纶丝及其生产工艺；所述丙纶丝由如下重量份原料组成：70～90份丙纶树脂切片、8～12份季戊四醇、10～15份三聚氰胺、2～3份亚磷酸三苯酯、1.2～2.0份2‑甲基‑1‑异噻唑啉‑3‑酮、3～5份功能添加剂、2～4份硅烷偶联剂、1.2～2.0份抗氧剂、1～1.5份紫外吸收剂、1.5～2.5份抗菌剂、2～4份阻燃剂、10～16份填料及1.3～1.8份降温母粒；本发明所生产的丙纶丝不仅具有较好的抗菌性能，同时还具有优良的阻燃性能，有效地延长了其使用寿命的同时也保证了其质量与品质。
Description
技术领域
本发明涉及丙纶丝生产技术领域，具体为一种基于降温母粒的丙纶丝及其生产工艺。
背景技术
丙纶丝是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。其学名为聚丙烯纤维，近火焰即熔缩，易燃，离火燃烧缓慢并冒黑烟，火焰上端黄色，下端蓝色，散发出石油味，烧后灰烬为硬圆浅黄褐色颗粒，手捻易碎。主要用途是制作地毯(包括地毯底布和绒面)、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。
在申请号为“CN201110452959.5”的专利文件中公开了一种仿棉型丙纶长丝，其由碳酸钙功能母粒和纤维级树脂切片构成，碳酸钙功能母粒包含下列组分，均为重量百分比：碳酸钙粉体：10～25％；偶联剂：5～10％；分散剂：10～20％；载体树脂：45～75％。其加工工艺包括制备碳酸钙功能母粒和纺丝两个步骤。该篇专利文件所加工的丙纶长丝产品虽然具有较好的吸湿性、柔软性及穿着舒适性，但是其本身的抗菌性能相对较差，这在一定程度上缩短了其使用寿命。此外，其阻燃性能也相对较差，产生熔滴易使火灾蔓延，增加了火灾的发生几率、事故等级及救灾难度，这也在一定程度上影响了其品质和质量。基于此，本发明提供了一种基于降温母粒的丙纶丝及其生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于降温母粒的丙纶丝及其生产工艺，本发明所生产的丙纶丝不仅具有较好的抗菌性能，同时还具有优良的阻燃性能，有效地延长了其使用寿命的同时也保证了其质量与品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于降温母粒的丙纶丝，所述丙纶丝由如下重量份原料组成：70～90份丙纶树脂切片、8～12份季戊四醇、10～15份三聚氰胺、2～3份亚磷酸三苯酯、1.2～2.0份2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、3～5份功能添加剂、2～4份硅烷偶联剂、1.2～2.0份抗氧剂、1～1.5份紫外吸收剂、1.5～2.5份抗菌剂、2～4份阻燃剂、10～16份填料及1.3～1.8份降温母粒。
更进一步地，所述硅烷偶联剂选用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
更进一步地，所述抗氧剂选用抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。
更进一步地，所述紫外吸收剂选用紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂UV360、紫外线吸收剂UV770中的任意一种。
更进一步地，所述阻燃剂选用二乙基次磷酸铝、三苯基磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)。
更进一步地，所述降温母粒选用二叔丁基过氧化物含量为1.5～2.0wt％的丙纶载体降温母粒。
更进一步地，所述功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按1：1.5～2.5：2～3：1～2的质量比将乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸及蒸馏水混合搅拌均匀后转入水热反应釜中，并于150～180℃的温度下保温反应20～30h；反应完毕，将所得生成物组分自然冷却至室温，并将其pH调节至8.3～9.5；然后对生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇及蒸馏水洗涤2～3次，再于90～110℃的温度下真空干燥，所得无机多孔微球保存、备用；
步骤二、按0.01～0.02g/mL的固液比将无机多孔微球超声分散于三氯甲烷中，然后向其中加入质量为无机多孔微球0.8～1.2倍的三聚氯化磷腈，混合搅拌均匀后将所得混合组分回流搅拌反应20～35h；待反应完毕，对所得生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇、去离子水交替洗涤3～4次，然后在-45～-35℃的温度下冷冻干燥20～30h，最终所得即为功能添加剂。
更进一步地，所述填料选用纳米滑石粉、纳米云母粉、纳米蒙脱土、纳米硅藻土、纳米高岭土中的任意一种。
更进一步地，所述抗菌剂选用十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵中的任意一种。
一种基于降温母粒的丙纶丝的生产工艺，包括以下步骤：
准确称取生产丙纶丝的各原料，并将降温母粒于60～80℃的温度下干燥20～25h；丙纶树脂切片于90～100℃的温度下真空干燥20～25h；待干燥完毕后，将各物料一同转入加料仓中进行共混，混合均匀后将所得混合物料转入螺杆挤出机中，经熔融挤出纺丝后制得丙纶丝成品；
其中，螺杆纺丝温度设定如下：一区：240～245℃；二区：250～255℃；三区：265～270℃；四区：265～270℃；五区：270～275℃；六区：270～275℃；七区：270～275℃；箱体联苯压力≤0.18MPa，牵伸倍数为2.5～2.7，卷曲轮与轮间隙为0.09～0.1mm，卷曲主压为0.3～0.4MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中以乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸等为原料，采用水热合成法制备出具有多孔球形结构的无机多孔微球，然后将其超声分散于三氯甲烷中，并向其中加入适量的三聚氯化磷腈，经回流搅拌反应后在无机多孔微球的表面及其孔隙结构中形成一层三聚氯化磷腈膜层，使得原本就具有优良阻燃性能的无机多孔微球的阻燃性能得到了显著地提升，最终在无机多孔微球、三聚氯化磷腈及阻燃剂三者相互协同的作用下，明显地改善了所生产丙纶丝的阻燃性能，有效地保证了其品质与质量。另外，本发明所制备的无机多孔微球还具有优良的抗菌性能，其与2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮及抗菌剂相互配合进一步地提高了所制备的丙纶丝的抗菌性能，一定程度上延长了其使用寿命。
综上所述，本发明所生产的丙纶丝不仅具有较好的抗菌性能，同时还具有优良的阻燃性能，有效地延长了其使用寿命的同时也保证了其质量与品质。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于降温母粒的丙纶丝，丙纶丝由如下重量份原料组成：70份丙纶树脂切片、8份季戊四醇、10份三聚氰胺、2份亚磷酸三苯酯、1.2份2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、3份功能添加剂、2份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、1.2份抗氧剂1010、1份紫外线吸收剂UV531、1.5份十二烷基二甲基苄基氯化铵、2份二乙基次磷酸铝、10份纳米滑石粉及1.3份降温母粒。
降温母粒选用二叔丁基过氧化物含量为1.5wt％的丙纶载体降温母粒。
功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按1：1.5：2：1的质量比将乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸及蒸馏水混合搅拌均匀后转入水热反应釜中，并于150℃的温度下保温反应20h；反应完毕，将所得生成物组分自然冷却至室温，并将其pH调节至8.3；然后对生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇及蒸馏水洗涤2次，再于90℃的温度下真空干燥，所得无机多孔微球保存、备用；
步骤二、按0.01g/mL的固液比将无机多孔微球超声分散于三氯甲烷中，然后向其中加入质量为无机多孔微球0.8倍的三聚氯化磷腈，混合搅拌均匀后将所得混合组分回流搅拌反应20h；待反应完毕，对所得生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇、去离子水交替洗涤3次，然后在-45℃的温度下冷冻干燥20h，最终所得即为功能添加剂。
一种基于降温母粒的丙纶丝的生产工艺，包括以下步骤：
准确称取生产丙纶丝的各原料，并将降温母粒于60℃的温度下干燥20h；丙纶树脂切片于90℃的温度下真空干燥20h；待干燥完毕后，将各物料一同转入加料仓中进行共混，混合均匀后将所得混合物料转入螺杆挤出机中，经熔融挤出纺丝后制得丙纶丝成品；
其中，螺杆纺丝温度设定如下：一区：240℃；二区：250℃；三区：265℃；四区：265℃；五区：270℃；六区：270℃；七区：270℃；箱体联苯压力为0.18MPa，牵伸倍数为2.5，卷曲轮与轮间隙为0.09mm，卷曲主压为0.3MPa。
实施例2
本实施例中基于降温母粒的丙纶丝的生产工艺与实施例1基本相同，不同之处在于：两者所用原料的具体配比及功能添加剂的制备方法有所不同。本实施例中生产丙纶丝所用各原料的具体配比及功能添加剂的制备方法如下：
一种基于降温母粒的丙纶丝，丙纶丝由如下重量份原料组成：80份丙纶树脂切片、10份季戊四醇、12份三聚氰胺、2.5份亚磷酸三苯酯、1.6份2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、4份功能添加剂、3份3-氨基丙基三甲氧基硅烷、1.5份抗氧剂1076、1.2份紫外线吸收剂UV360、2.0份十二烷基三甲基氯化铵、3份三苯基磷酸酯、13份纳米云母粉及1.5份降温母粒。
降温母粒选用二叔丁基过氧化物含量为1.8wt％的丙纶载体降温母粒。
功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按1：2.0：2.5：1.5的质量比将乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸及蒸馏水混合搅拌均匀后转入水热反应釜中，并于160℃的温度下保温反应25h；反应完毕，将所得生成物组分自然冷却至室温，并将其pH调节至9.0；然后对生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇及蒸馏水洗涤2次，再于100℃的温度下真空干燥，所得无机多孔微球保存、备用；
步骤二、按0.015g/mL的固液比将无机多孔微球超声分散于三氯甲烷中，然后向其中加入与无机多孔微球等质量的三聚氯化磷腈，混合搅拌均匀后将所得混合组分回流搅拌反应30h；待反应完毕，对所得生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇、去离子水交替洗涤3次，然后在-40℃的温度下冷冻干燥25h，最终所得即为功能添加剂。
实施例3
本实施例中基于降温母粒的丙纶丝的生产工艺与实施例1基本相同，不同之处在于：两者所用原料的具体配比及功能添加剂的制备方法有所不同。本实施例中生产丙纶丝所用各原料的具体配比及功能添加剂的制备方法如下：
一种基于降温母粒的丙纶丝，丙纶丝由如下重量份原料组成：90份丙纶树脂切片、12份季戊四醇、15份三聚氰胺、3份亚磷酸三苯酯、2.0份2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、5份功能添加剂、4份N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2.0份抗氧剂CA、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、1.5份紫外线吸收剂UV770、2.5份双十烷基二甲基氯化铵、4份双酚A双(二苯基磷酸酯)、16份纳米蒙脱土及1.8份降温母粒。
降温母粒选用二叔丁基过氧化物含量为2.0wt％的丙纶载体降温母粒。
功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按1：2.5：3：2的质量比将乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸及蒸馏水混合搅拌均匀后转入水热反应釜中，并于180℃的温度下保温反应30h；反应完毕，将所得生成物组分自然冷却至室温，并将其pH调节至9.5；然后对生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇及蒸馏水洗涤3次，再于110℃的温度下真空干燥，所得无机多孔微球保存、备用；
步骤二、按0.02g/mL的固液比将无机多孔微球超声分散于三氯甲烷中，然后向其中加入质量为无机多孔微球1.2倍的三聚氯化磷腈，混合搅拌均匀后将所得混合组分回流搅拌反应35h；待反应完毕，对所得生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇、去离子水交替洗涤4次，然后在-35℃的温度下冷冻干燥30h，最终所得即为功能添加剂。
对比例1、本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例采用等量的无机多孔微球代替功能添加剂。
对比例2、本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中未使用功能添加剂。
性能测试：分别对实施例1～3及对比例1～2提供的丙纶丝样品的相关性能进行测试，所得测试数据记录于下表：
通过对比及分析表中的相关数据可知，本发明所生产的丙纶丝不仅具有较好的抗菌性能，同时还具有优良的阻燃性能，有效地延长了其使用寿命的同时也保证了其质量与品质。由此表明，本发明所提供的适合各种印刷方法的丙纶丝及其生产工艺具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于，所述丙纶丝由如下重量份原料组成：70～90份丙纶树脂切片、8～12份季戊四醇、10～15份三聚氰胺、2～3份亚磷酸三苯酯、1.2～2.0份2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮、3～5份功能添加剂、2～4份硅烷偶联剂、1.2～2.0份抗氧剂、1～1.5份紫外吸收剂、1.5～2.5份抗菌剂、2～4份阻燃剂、10～16份填料及1.3～1.8份降温母粒。
2.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述硅烷偶联剂选用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述抗氧剂选用抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述紫外吸收剂选用紫外线吸收剂UV531、紫外线吸收剂UV360、紫外线吸收剂UV770中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述阻燃剂选用二乙基次磷酸铝、三苯基磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)。
6.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述降温母粒选用二叔丁基过氧化物含量为1.5～2.0wt％的丙纶载体降温母粒。
7.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于，所述功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按1：1.5～2.5：2～3：1～2的质量比将乙氧基三己基磷咪唑、硝酸锆、磷酸及蒸馏水混合搅拌均匀后转入水热反应釜中，并于150～180℃的温度下保温反应20～30h；反应完毕，将所得生成物组分自然冷却至室温，并将其pH调节至8.3～9.5；然后对生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇及蒸馏水洗涤2～3次，再于90～110℃的温度下真空干燥，所得无机多孔微球保存、备用；
步骤二、按0.01～0.02g/mL的固液比将无机多孔微球超声分散于三氯甲烷中，然后向其中加入质量为无机多孔微球0.8～1.2倍的三聚氯化磷腈，混合搅拌均匀后将所得混合组分回流搅拌反应20～35h；待反应完毕，对所得生成物组分进行固液分离，所得滤饼先后用乙醇、去离子水交替洗涤3～4次，然后在-45～-35℃的温度下冷冻干燥20～30h，最终所得即为功能添加剂。
8.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述填料选用纳米滑石粉、纳米云母粉、纳米蒙脱土、纳米硅藻土、纳米高岭土中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于降温母粒的丙纶丝，其特征在于：所述抗菌剂选用十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵中的任意一种。
10.一种如权利要求1～9任意一项所述的一种基于降温母粒的丙纶丝的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
准确称取生产丙纶丝的各原料，并将降温母粒于60～80℃的温度下干燥20～25h；丙纶树脂切片于90～100℃的温度下真空干燥20～25h；待干燥完毕后，将各物料一同转入加料仓中进行共混，混合均匀后将所得混合物料转入螺杆挤出机中，经熔融挤出纺丝后制得丙纶丝成品；
其中，螺杆纺丝温度设定如下：一区：240～245℃；二区：250～255℃；三区：265～270℃；四区：265～270℃；五区：270～275℃；六区：270～275℃；七区：270～275℃；箱体联苯压力≤0.18MPa，牵伸倍数为2.5～2.7，卷曲轮与轮间隙为0.09～0.1mm，卷曲主压为0.3～0.4MPa。
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