一种多功能尼龙纺织面料及其制备方法与流程

本发明涉及尼龙纺织面料，属于一种多功能尼龙纺织面料及其制备方法。

背景技术：

1、尼龙即聚酰胺(pa)，是一种高分子化合物，其主碳链上具有酰胺基团(-nhco-)，是非常重要的一类树脂材料。按照链节中含碳原子数量划分，可分为pa6、pa11、pa12、pa46、pa66、pa610、pa612、pa1010等不同种类的尼龙。尼龙的拉伸性和延展性都很好，且其熔点高，耐潮湿性好，耐磨性好，流动性好。在严苛使用环境(高电压、磨损大、高温、潮湿)中阻燃性能是尼龙的重要性能。常常被用于汽车内饰和户外作业服装等领域。

2、阻燃性是指物质或材料处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。尼龙纺织面料阻燃性一般是ul94v-1或v-2级，而通过添加阻燃剂，可使阻燃性进一步达到v-0级(阻燃等级由hb，v-2，v-1向v-0逐级递增)。但现有技术中阻燃剂添加量较大，部分阻燃尼龙中阻燃剂添加量高达30%以上，大大降低了尼龙的力学性能如耐磨性和拉伸性，限制了阻燃尼龙纺织面料的应用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多功能尼龙纺织面料及其制备方法，以解决背景技术中，阻燃剂添加量大导致尼龙纺织面料耐磨性下降的问题。

2、本发明具体的技术方案如下：

3、一种多功能尼龙纺织面料，包括：100份所述复合阻燃剂、15-30份抗氧剂、50-80份十二烷基聚氧乙烯醚以及700-1000份尼龙6；所述复合阻燃剂包括聚乙烯醇包裹的纳米镍和磷酸三苯酯。

4、优选的，所述复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：

5、s1：采用kh-560表面处理纳米镍，得到改性纳米镍；

6、s2：制备聚乙烯醇包裹的纳米镍，在惰性气体氛围下，按重量组分计，将100份所述改性纳米镍与10-15份十二烷基苯磺酸钠溶于去离子水和乙醇的混合溶液中，超声分散均匀，然后逐步滴加100-120份聚乙烯醇、10-20份n，n-亚甲基双丙烯酰胺和5-10份过硫酸铵，搅拌反应后进行固液分离，将所得固体用乙醇洗涤后干燥，得到聚乙烯醇包裹的纳米镍；

7、s3：制备复合阻燃剂，按重量组分计，将100份所述聚乙烯醇包裹的纳米镍、300-400份磷酸三苯酯和100-150份异氰酸酯超声分散于二甲基亚砜中，在50-70℃条件下均匀反应3-6h，离心固液分离，然后用乙醇洗涤后干燥，得到复合阻燃剂；

8、优选的，步骤s1的具体过程为，按重量组分计，将去离子水和无水乙醇按质量比1∶10的比例配成乙醇水溶液，取乙醇水溶液0.4-0.5l，滴入体积分数为乙醇水溶液1%的kh-560，然后加入纳米镍粉4-5g，滴加盐酸，将溶液ph值调整为4-5，将混合溶液在40-50℃恒温水浴中超声分散，同时进行机械搅拌，反应30-60min后再升温至70-80℃恒温搅拌40-60min，固液分离后，用无水乙醇反复洗涤所得粉体，在60-70℃真空干燥6-12h，即可得到经kh-560表面处理后的改性纳米镍。

9、优选的，步骤s2的具体过程为，在惰性气体氛围下，按重量组分计，将100份所述改性纳米镍与10-15份十二烷基苯磺酸钠溶于去离子水和乙醇的混合溶液中，调节ph值为4±0.2；超声分散40-60min，然后逐步滴加100-120份聚乙烯醇、10-20份n，n-亚甲基双丙烯酰胺和5-10份过硫酸铵，搅拌反应20-30min后进行固液分离，将所得固体用乙醇洗涤后在40-60℃下干燥24-48h，得到聚乙烯醇包裹的纳米镍。

10、优选的，所述惰性气体为氩气和氦气中的一种。

11、一种多功能尼龙纺织面料的制备方法：包括以下步骤：

12、将尼龙6切片于60℃-85℃的温度下干燥2-4h；

13、制备阻燃浓缩浆料，按重量组分计，将100份所述复合阻燃剂、15-30份抗氧剂、50-80份十二烷基聚氧乙烯醚；加入高速搅拌机中充分混合，然后转移到超细砂磨机中充分研磨，得到阻燃浓缩浆料；

14、将700-1000份干燥后的尼龙6与所述阻燃浓缩浆料混合均匀，经双螺杆挤出机熔融挤出造粒，再经过熔融纺丝制得尼龙纤维，再经过纺织和裁剪得到所述多功能尼龙纺织面料。

15、优选的，所述高速搅拌机搅拌速度为500-1000rpm，搅拌时间20-30min；所述超细砂磨机转速为800-1200rpm，研磨时间为15-25min。

16、优选的，所述双螺杆挤出机的一区温度为195-230℃，二区温度为230-250℃，三区温度为250-270℃，四区温度为260-275℃，五区温度为220-245℃。

17、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1098和抗氧剂626中的一种或多种组合。

18、优选的，所制得的多功能尼龙纺织面料面密度为120-200g/ m2。

19、本发明的原理：本发明采用磷酸三苯酯作为阻燃剂，通过热分解在聚合物表面形成磷酸及多磷酸的粘层膜，使聚合物达到难燃的目的，燃烧过程中产生po·和hpo·等自由基，在气相中捕捉活性h·或者oh·，通过自由基的结合达到气相阻燃的效果，可以使得聚合物热降解速率下降。同时磷酸三苯酯的分解产物中包括气体和炭质残留物。炭质残留物形成一个绝缘层，可以隔离热源和氧气，降低火焰传播速度，并延长聚合物的耐火时间。

20、尼龙燃烧温度为400-580℃，纳米镍具有优异的催化性能，可以在低温下（180-300℃）活化磷酸三苯酯中的碳链，催化磷酸三苯酯的分解，使其在燃烧初期释放出磷酸盐，协同磷系阻燃剂通过快速形成稳定、致密的炭层来抑制熔滴现象，大幅度提高了磷酸三苯酯的阻燃性能，另一方面，纳米镍具有较好的耐磨性能和较高的硬度，可以改善尼龙表面润滑性能来降低摩擦和磨损，但是纳米镍由于自身纳米尺寸的缘故，容易自身团聚，并且难以在尼龙6中分散，本发明采用硅烷偶联剂消除了表面的带电效应防止团聚，同时采用聚乙烯醇对纳米镍进行包覆，形成了以纳米镍粉颗粒为核、以聚乙烯醇薄层为壳的核壳结构。再通过异氰酸酯将聚乙烯醇包覆的纳米镍与磷酸三苯酯进行交联，使得聚乙烯醇和磷酸三苯酯之间将建立共价键，形成更稳定的结构。

21、本发明的有益效果在于：

22、1、本发明制备的多功能尼龙纺织面料具有阻燃等级为ul94v0，耐磨性好的特点，适用于汽车内饰和户外运动服装领域，满足了特种材料的需求。

23、2、本发明采用的阻燃剂不含卤，具有绿色环保的效果，同时采用纳米镍作为协同阻燃剂和耐磨添加剂，减少了阻燃剂的投入，通过硅烷偶联剂和聚乙烯醇的包覆改性，充分地发挥纳米材料的特性，克服了纳米材料在高分子材料中分散不均的问题。

24、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

技术特征：

1.一种多功能尼龙纺织面料，其特征在于，包括：100份复合阻燃剂、15-30份抗氧剂、50-80份十二烷基聚氧乙烯醚以及700-1000份尼龙6；所述复合阻燃剂包括聚乙烯醇包裹的纳米镍和磷酸三苯酯。

2.根据权利要求1所述的多功能尼龙纺织面料，其特征在于，所述复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的多功能尼龙纺织面料，其特征在于，步骤s1的具体过程为，按重量组分计，将去离子水和无水乙醇按质量比1∶10的比例配成乙醇水溶液，取乙醇水溶液0.4-0.5l，滴入体积分数为乙醇水溶液1%的kh-560，然后加入纳米镍粉4-5g，滴加盐酸，将溶液ph值调整为4-5，将混合溶液在40-50℃恒温水浴中超声分散，同时进行机械搅拌，反应30-60min后再升温至70-80℃恒温搅拌40-60min，固液分离后，用无水乙醇反复洗涤所得粉体，在60-70℃真空干燥6-12h，即可得到经kh-560表面处理后的改性纳米镍。

4.根据权利要求2所述的多功能尼龙纺织面料，其特征在于，步骤s2的具体过程为，在惰性气体氛围下，按重量组分计，将100份所述改性纳米镍与10-15份十二烷基苯磺酸钠溶于去离子水和乙醇的混合溶液中，调节ph值为4±0.2；超声分散40-60min，然后逐步滴加100-120份聚乙烯醇、10-20份n，n-亚甲基双丙烯酰胺和5-10份过硫酸铵，搅拌反应20-30min后进行固液分离，将所得固体用乙醇洗涤后在40-60℃下干燥24-48h，得到聚乙烯醇包裹的纳米镍。

5.根据权利要求4所述的多功能尼龙纺织面料，其特征在于，所述惰性气体为氩气和氦气中的一种。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的多功能尼龙纺织面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌机搅拌速度为500-1000rpm，搅拌时间20-30min；所述超细砂磨机转速为800-1200rpm，研磨时间为15-25min。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的一区温度为195-230℃，二区温度为230-250℃，三区温度为250-270℃，四区温度为260-275℃，五区温度为220-245℃。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1098和抗氧剂626中的一种或多种组合。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所制得的多功能尼龙纺织面料面密度为120-200g/m2。

技术总结本发明提供了一种多功能尼龙纺织面料及其制备方法，包括：100份复合阻燃剂、15‑30份抗氧剂、50‑80份十二烷基聚氧乙烯醚以及700‑1000份尼龙6；复合阻燃剂包括聚乙烯醇包裹的纳米镍和磷酸三苯酯。本发明制备的多功能尼龙纺织面料具有阻燃等级为UL94V0，耐磨性好的特点，适用于汽车内饰和户外运动服装领域，满足了特种材料的需求。采用的阻燃剂不含卤，具有绿色环保的效果，同时采用纳米镍作为协同阻燃剂和耐磨添加剂，通过硅烷偶联剂和聚乙烯醇的包覆改性，充分发挥纳米材料的特性，克服了纳米材料在高分子材料中分散不均的问题。大幅度降低了尼龙纺织面料中阻燃剂的添加量，使得尼龙纺织面料的耐磨性得到了提高。技术研发人员：倪慧,高海星受保护的技术使用者：吴江市金慧喷织有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29