一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维及其制备方法和应用与流程

本发明涉及阻燃材料，尤其涉及一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、尼龙6纤维，一种重要纺织材料，在军用、民用、工业用纺织领域始终占据不可替代的地位。然而，尼龙6纤维因其特殊的分子链段结构，易点燃，燃烧速度快，且存在释烟量大、易熔滴的缺陷。尤其相较于工程塑料而言，纤维纤度低，火灾风险系数更高，同时还受限于较为苛刻的熔融纺丝条件，尼龙6纤维用阻燃剂的开发研究相对较少，且多集中于落后的传统卤素阻燃剂，始终无法攻克阻燃剂添加量高、尺寸大、阻燃效能低和成纤困难等难题。

2、截至目前，在阻燃尼龙6纤维研发领域，常用阻燃剂可主要分为卤素、磷、氮、硅及金属等几类。其中，卤素阻燃剂市场占有量高达80％，但因其燃烧产物有毒近年来被逐步禁止，“无卤化”阻燃剂得到蓬勃发展。磷系阻燃剂，低烟、阻燃效率高，是无卤阻燃尼龙6及其纤维的首选替代品。vasiljevié(polymer degradation and stability.2019,166:50-59，polymer degradation and stability.2016,128:245-252)曾以原位聚合的方式在尼龙6中引入了磷系阻燃剂(phed)，有效提升了尼龙6纤维的阻燃性能。tang等(industrial&engineering chemistry research.2013,52(48):17162)采用次磷酸铝(ahp)阻燃处理尼龙6。研究发现，当ahp含量达20wt％时，pa6可通过ul94的v-0级别测试。然而，单一的磷系阻燃剂却始终无法同时满足尼龙6纤维高效阻燃及抗熔滴的双重要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维及其制备方法和应用，具有抗熔滴和高效阻燃的优点。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，包括以下质量份数的制备原料：80～90份尼龙6切片、4～7份有机硅酚醛树脂、5～10份金属次磷酸盐、1～3份协效阻燃剂；

4、所述有机硅酚醛树脂具有式1所示结构：

5、

6、式1中，m＝3～5，n＝3～5，r包括丙基或氨乙基丙基。

7、优选的，所述金属次磷酸盐包括二乙基次磷酸铝或次磷酸铝。

8、优选的，所述协效阻燃剂包括锡酸锌、三氧化钼或二硫化钼。

9、优选的，式1中，m＝5，n＝3；或者m＝3，n＝3。

10、本发明提供了上述技术方案所述无卤多元协效阻燃尼龙6纤维的制备方法，包括以下步骤：

11、将尼龙6切片、有机硅酚醛树脂、金属次磷酸盐和协效阻燃剂在双螺杆挤出机中造粒后，依次进行水冷、抽提、切粒和干燥后，得到阻燃尼龙6待纺切粒；

12、将所述阻燃尼龙6待纺切粒依次进行纺丝、冷却、集束、上油、牵伸、定型和卷绕，得到无卤多元协效阻燃尼龙6纤维。

13、优选的，所述双螺杆挤出机的程控温度：一区温度225℃～245℃，二区温度225～245℃，三区温度230～260℃，四区温度230～260℃，五区温度230～265℃。

14、优选的，所述纺丝的温度为230～265℃；所述冷却的条件包括：温度为15～25℃，相对湿度为60％～75％，吹风速度为0.2～0.6m/s。

15、优选的，所述牵伸的牵伸比为2～4倍，所述定型的温度为80～110℃，所述卷绕的速度为3000～4500m/min。

16、本发明提供了上述技术方案所述无卤多元协效阻燃尼龙6纤维或上述技术方案所述制备方法制备得到的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维在阻燃领域中的应用。

17、本发明提供的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维中，所采用的有机硅酚醛树脂能够增强尼龙6纤维的结构，且发烟率低；金属次磷酸盐发挥气相阻燃作用，阻燃效率高且无环境污染问题，而且，可以起到良好的阻燃效果；同时复配协效阻燃剂可以极大提高阻燃效果，因此具有无卤、抗熔滴、释热量低、热稳定性能良好、成碳率高等优点。与纯尼龙6纤维相比，本发明提供的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维具有无卤、抗熔滴、释热量低、热稳定性能良好、成碳率高等优点，释烟量下降25％以上，热释放速率下降30％以上。

18、本发明的制备工艺简单，低烟环保。

技术特征：

1.一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：80～90份尼龙6切片、4～7份有机硅酚醛树脂、5～10份金属次磷酸盐、1～3份协效阻燃剂；

2.根据权利要求1所述的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，其特征在于，所述金属次磷酸盐包括二乙基次磷酸铝或次磷酸铝。

3.根据权利要求1所述的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，其特征在于，所述协效阻燃剂包括锡酸锌、三氧化钼或二硫化钼。

4.根据权利要求1所述的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，其特征在于，式1中，m＝5，n＝3；或者m＝3，n＝3。

5.权利要求1～4任一项所述无卤多元协效阻燃尼龙6纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的程控温度：一区温度225℃～245℃，二区温度225～245℃，三区温度230～260℃，四区温度230～260℃，五区温度230～265℃。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝的温度为230～265℃；所述冷却的条件包括：温度为15～25℃，相对湿度为60％～75％，吹风速度为0.2～0.6m/s。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述牵伸的牵伸比为2～4倍，所述定型的温度为80～110℃，所述卷绕的速度为3000～4500m/min。

9.权利要求1～4任一项所述无卤多元协效阻燃尼龙6纤维或权利要求5～8任一项所述制备方法制备得到的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维在阻燃领域中的应用。

技术总结本发明提供了一种无卤多元协效阻燃尼龙6纤维及其制备方法和应用，属于阻燃材料技术领域。本发明提供的无卤多元协效阻燃尼龙6纤维的制备原料包括80～90份尼龙6切片、4～7份有机硅酚醛树脂、5～10份金属次磷酸盐和1～3份协效阻燃剂。本发明将阻燃尼龙6待纺切粒经纺丝组件纺丝、冷却、集束、上油、牵伸、定型、卷绕制得无卤多元协效阻燃尼龙6纤维，与纯尼龙6纤维相比，具有无卤、抗熔滴、释热量低、热稳定性能良好、成碳率高等优点。技术研发人员：钱能,钱国春,范硕,曾锦豪受保护的技术使用者：浙江梅盛新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6