一种高强阻燃弹性面料及其制备方法与流程

本发明涉及面料领域，具体涉及一种高强阻燃弹性面料及其制备方法。

背景技术：

1、尼龙纤维是一种由聚酰胺(pa)制成的合成纤维，由它制备成的面料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和高温强度，因此在各种领域中得到了广泛的应用。尼龙面料常被用于制作衣物、帐篷、绳索、渔网等产品，同时也应用于工业领域，如过滤器、增强垫片等。尼龙面料具有许多独特性能，在未来，随着新的制造工艺和技术的发展，尼龙面料将会继续升级和改进，具有更多的功能和应用领域，为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。

2、尼龙面料的手感特别舒服，摸上去冰冰凉并且滑滑的，因此很多运动服饰都是选用尼龙面料，同时由于尼龙耐磨性强，因此作为运动服饰也可降低摩擦，不容易损坏，非常适合作为日常生活和户外工作面料。但是随着人们对面料多功能性的要求以及为了适应各种复杂的环境，特别是面料的阻燃性能越来越受到人们的关注。然而，未经改性的尼龙面料的阻燃性能较差，并且在燃烧过程中产生滴落，属于易燃材料，在使用过程中极易引发火灾。

3、此外尼龙面料在实际的使用过程中还存在其他缺点，比如尼龙面料虽然耐磨损，但是在遇到尖锐物品或者大力拉扯时，还是很容易损坏甚至破损；尼龙面料虽然有一定的耐高温性能，但是在要求较高的环境下，尼龙面料还是会很容易因高温而变软、变形甚至熔化，大幅度的影响其性能和使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高强阻燃弹性面料及其制备方法。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种高强阻燃弹性面料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)制备改性尼龙母料：

5、s1、将环氧化尼龙66与间苯甲酚混合，搅拌分散均匀，加入氨基苯并噁嗪进行搅拌反应，反应温度为50-60℃，反应时间为2-5h，反应结束后，减压除去溶剂，得到改性尼龙66初步产物；

6、s2、将改性尼龙66初步产物置于保温箱内，抽至真空后，经过三段程序升温固化，得到改性尼龙母料；

7、(2)制备改性尼龙纤维：

8、将改性尼龙母料和抗静电剂混合于挤出机内熔融后，经过计量泵转送至纺丝设备内，然后经过纺丝设备内的喷丝板喷出成丝，经过冷却、卷绕和牵伸后，得到改性改性尼龙纤维；

9、(3)制备面料：

10、将改性尼龙纤维经过纺纱后，得到改性尼龙纱线；然后在机器上织造后，得到高强阻燃弹性面料。

11、优选地，步骤(1)中，环氧化尼龙66、氨基苯并噁嗪和间苯甲酚的质量比为1:0.05-0.3:5-10。

12、优选地，步骤(1)中，环氧化尼龙66的制备过程包括：

13、称取尼龙66在间苯甲酚内分散，充分搅拌分散均匀后，依次加入环氧氯苯烷和三乙胺，升温至40-50℃，保温搅拌6-10h，反应结束后，减压除去溶剂，得到环氧化尼龙66；

14、其中，尼龙66、环氧氯苯烷、三乙胺和间苯甲酚的质量比为1:5-8:2-6:10-20。

15、优选地，步骤(1)中，尼龙66的牌号为杜邦pa66132f nc010或东丽pa66 cm1011g-30；更优选为杜邦pa66132f nc010。

16、优选地，步骤(1)中，所述氨基苯并噁嗪的制备方法包括：

17、a、称取对氨基苯酚与四氢呋喃混合，冰水浴下搅拌均匀，然后逐滴加入三氟乙酸酐，在半小时内滴完，之后再搅拌0.5-1h，反应结束后旋蒸除去溶剂，产物溶于乙酸乙酯内，再使用饱和的食盐水洗涤除杂三次后，真空干燥，得到三氟酰胺化苯酚；

18、b、将三氟酰胺化苯酚与乙酸乙酯混合，室温下搅拌均匀，再依次加入苯胺和多聚甲醛，升温至回流，搅拌反应2-5h，反应结束后，依次使用饱和的碳酸钠溶液和纯水洗涤三次，真空干燥，得到氨基苯并噁嗪。

19、更优选地，步骤a中，对氨基苯酚、三氟乙酸酐与四氢呋喃的质量比为1:1.2-1.4:10-20；

20、更优选地，步骤b中，三氟酰胺化苯酚、苯胺、多聚甲醛与乙酸乙酯的质量比为1:0.3-0.6:0.25-0.45:6-10。

21、优选地，步骤(1)中，三段程序升温包括依次进行的：190-200℃，保温0.5h；200-220℃，保温1h；220-240℃，保温1h。

22、优选地，步骤(2)中，改性尼龙母料的熔融温度是295-325℃，喷丝板的孔数为8-12个，冷却是30-35℃的侧吹风冷却，卷绕速度是850-1250m/min，牵伸倍数为2.4-5.6倍。

23、优选地，步骤(2)中，改性尼龙母料和抗静电剂的质量比例是1:0.01-0.08。

24、优选地，步骤(2)中，抗静电剂为科莱恩sas93或科莱恩hs1；更优选为科莱恩sas93。

25、优选地，步骤(2)中，得到的改性尼龙纤维的单丝纤度为0.3-1.2dtex，长度是30-40mm。

26、优选地，步骤(3)中，纺纱得到的纱线的细度为62-86dtex；纱线是以经纬平纹交织的方式织造形成面料，经密是212-220根/英寸，纬密是196-204根/英寸。

27、第二方面，本发明提供一种高强阻燃弹性面料，采用上述制备方法制备得到。

28、本发明的有益效果为：

29、1、本发明在现有尼龙材料的基础上进行改性得到改性尼龙材料，然后依次通过纺丝、纺纱和上机织造后，制备得到了一种表现优异的尼龙面料。本发明制备的面料相比较于传统尼龙面料，不仅保持了高弹性和机械强度，而且还比传统的尼龙面料具有更好的耐磨性、耐高温性以及阻燃性。

30、2、尼龙具有机械强度高、韧性好的优点，但是一般与其他材料的相容性比较差，因此传统的改性剂很难取得较好的效果，本发明为了解决这个问题，使用尼龙66作为主原料，先将其溶解后，进行环氧基接枝活化处理，再与含有氨基的苯并噁嗪单体在溶液内混合，通过氨基-环氧基之间的结合反应，使苯并噁嗪单体化学性地与尼龙66复合，之后再通过阶段升温对苯并噁嗪热固化处理，最终得到了改性后的尼龙材料。

31、3、在本发明对于尼龙66材料的改性过程是，先以氨基苯并噁嗪单体与尼龙材料结合，然后再进行热固化的方式使苯并噁嗪单体开环聚合，相比较于直接将聚苯并噁嗪与尼龙66结合的方式，本发明的方法使得苯并噁嗪与尼龙相容性更强，分散也更加均匀。而通过后续的性能检测发现，本发明的改性方法对于尼龙材料的性能提升也大幅度优于直接将聚苯并噁嗪与尼龙66结合的方法。

32、4、在环氧化尼龙66的制备过程中，以间苯甲酚(间甲基苯酚)作为溶剂，将尼龙66溶解，然后以环氧氯苯烷作为环氧基供体，三乙胺提供碱性环境，反应后得到环氧化的尼龙66；在氨基苯并噁嗪的制备中，先使用三氟乙酸酐保护对氨基苯酚中氨基，然后再经过脱氨基以及曼尼希反应，制备得到含有氨基的苯并噁嗪单体；而环氧化尼龙66和氨基苯并噁嗪的反应则是在一定温度的条件下，环氧基与氨基发生结合反应，最终制备得到改性尼龙母料。