一种阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法与流程

本发明属于尼龙纤维，具体为一种阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法。

背景技术：

1、聚芳酯类液晶聚合物具有很好的力学性能，耐高温性和加工性，广泛应用在纤维、塑料等高分子材料中，可以改善材料的强度、耐热等性能。目前的聚芳酯类液晶聚合物的制备方法主要有熔融酯交换发，缩聚法等。在制备过程中加入功能性单体，可以赋予液晶聚合物独特的性质。

2、尼龙及其纤维制品的耐磨性好，弹性回复率，吸湿性能优良，广泛应用纺织品，汽车内饰，防护服，安全网等方面。提高尼龙及其纤维的力学强度，有利于拓展尼龙材料的实际应用领域；并且尼龙及其纤维的阻燃性不佳，容易燃烧，不利于其在防火阻燃领域中的实际应用。将尼龙材料中加入高性能的液晶聚合物，可以改善尼龙材料的综合性能。专利cn104448814b公开了将热致性液晶聚酯pet/phb，滑石粉等与尼龙66树脂复合，可以得到尺寸稳定性高，耐热性和耐低温冲击强度优良的尼龙复合材料，但是该专利没有改善尼龙材料的阻燃性能。

技术实现思路

1、本发明解决了尼龙纤维强度较低，阻燃性不好的问题。

2、本发明的技术方案是：一种阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法：

3、步骤s1、向烧瓶中通入氮气，加入苯磺酰氯，n,n-二甲基甲酰胺，吡啶，搅拌混匀后滴加含有对苯二甲酸的吡啶溶液，升温至115-120℃，冷凝回流反应10-20min，再滴加含有dopo丁二酰胺二酚单体，4-羟基苯甲酸的吡啶溶液，继续反应4-6h，冷却，加入乙醇稀释，抽滤，乙醇洗涤滤饼，烘干，得到含磷聚芳酯液晶聚合物。

4、dopo丁二酰胺二酚单体的结构式如下：

5、

6、步骤s2、将尼龙6，含磷聚芳酯液晶聚合物加入到双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒；然后在熔融纺丝机中进行熔融纺丝，最后经过热辊牵伸机进行牵伸，得到阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维。

7、优选的，步骤s1中，所述苯磺酰氯，n,n-二甲基甲酰胺，对苯二甲酸，dopo丁二酰胺二酚，4-羟基苯甲酸的摩尔比例为(320-360):(45-60):100:(100-110):(98-102)。

8、优选的，步骤s2中，尼龙6，含磷聚芳酯液晶聚合物的质量比例为100:(5-25)。

9、优选的，步骤s2中熔融共混温度230-245℃；熔融纺丝的温度为250-260℃；热辊牵伸机的温度为100-120℃，牵伸倍数为4-5倍。

10、优选的，dopo丁二酰胺二酚单体的制备方法为：

11、步骤1、向烧瓶中加入二氯甲烷溶剂，摩尔比例为(190-210):(200-240):100的4-甲氧基苯胺，三乙胺，反丁烯二酰氯，室温下反应8-10h，旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱层析分离，用乙酸乙酯和石油醚溶液进行梯度洗脱，得到丁二酰胺二甲氧基单体。

12、步骤2、向烧瓶中加入甲苯或二甲苯溶剂，摩尔比为100:(110-130)的丁二酰胺二甲氧基单体，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，加热至110-130℃，搅拌反应18-24h，反应后旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱层析分离，用乙酸乙酯和石油醚溶液进行梯度洗脱，得到dopo丁二酰胺二甲氧基单体。

13、步骤3、向烧瓶中加入吡啶盐酸盐，加热至150-160℃，加入dopo丁二酰胺二甲氧基单体，搅拌溶解，然后加热至190-200℃，反应2-3h，加入水稀释，用乙酸乙酯萃取，收集乙酸乙酯有机相，旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱层析分离，用乙酸乙酯和石油醚溶液进行梯度洗脱，得到dopo丁二酰胺二酚单体。

14、优选的，步骤3中，吡啶盐酸盐，dopo丁二酰胺二甲氧基单体的摩尔比例为(1600-2000):100。

15、技术效果：本发明以4-甲氧基苯胺，反丁烯二酰氯，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等作为反应物，经过酰氯酯化反应，磷氢键加成反应和脱甲基化反应，得到含有酰胺键的dopo丁二酰胺二酚单体。然后在苯磺酰氯，n,n-二甲基甲酰胺，吡啶的催化体系中，将dopo丁二酰胺二酚单体、对苯二甲酸、对羟基苯甲酸进行缩聚反应，得到新型的含磷聚芳酯液晶聚合物。

16、本发明将尼龙6和含磷聚芳酯液晶聚合物进行熔融共混和纺丝，含磷聚芳酯液晶聚合物中含有大量的酰胺键，与尼龙6中的酰胺键具有较强的相容性，同时可以形成氢键等相互作用，增强了液晶聚合物与尼龙6之间的相容性，有利于提高了尼龙6纤维的断裂强度和断裂伸长率。

17、本发明的含磷聚芳酯液晶聚合物中含有dopo阻燃基团，具有气相阻燃和凝聚相阻燃作用，dopo燃烧时可以产生含磷自由基，可以捕获燃烧反应中的自由基，从而中断燃烧链反应，抑制燃烧进程。并且dopo阻燃基团热分解产生磷酸类化合物，可以使尼龙纤维脱水，形成稳定的炭层，有利于隔绝氧气，阻止材料发生燃烧和氧化分解，并且可以减少热量传递，减少烟气逸出，明显降低了燃烧热释放速率峰值和总热释放量，使尼龙6纤维表现出更好的阻燃性能。

技术特征：

1.一种阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述苯磺酰氯，n,n-二甲基甲酰胺，对苯二甲酸，dopo丁二酰胺二酚，4-羟基苯甲酸的摩尔比例为(320-360):(45-60):100:(100-110):(98-102)。

3.根据权利要求1所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，尼龙6，含磷聚芳酯液晶聚合物的质量比例为100:(5-25)。

4.根据权利要求1所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中熔融共混温度230-245℃；熔融纺丝的温度为250-260℃；热辊牵伸机的温度为100-120℃，牵伸倍数为4-5倍。

5.根据权利要求1所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述dopo丁二酰胺二酚单体的制备方法为：

6.根据权利要求5所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，溶剂为甲苯或二甲苯。

7.根据权利要求5所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，丁二酰胺二甲氧基单体，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的摩尔比为100:(110-130)。

8.根据权利要求5所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，反应在110-130℃中进行18-24h。

9.根据权利要求5所述的阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，吡啶盐酸盐，dopo丁二酰胺二甲氧基单体的摩尔比例为(1600-2000):100。

技术总结本发明属于尼龙纤维技术领域，且公开了一种阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维的制备方法，将对苯二甲酸，DOPO丁二酰胺二酚单体，4‑羟基苯甲酸进行缩聚反应，得到含磷聚芳酯液晶聚合物。然后与尼龙6进行熔融纺丝，得到阻燃性液晶聚合物改性尼龙纤维；含磷聚芳酯液晶聚合物与尼龙6中的酰胺键具有较强的相容性和相互作用，增强了液晶聚合物与尼龙6之间的相容性，有利于提高了尼龙6纤维的断裂强度和断裂伸长率。同时含有DOPO阻燃基团，具有气相阻燃和凝聚相阻燃作用，降低了尼龙纤维的燃烧热释放速率峰值和总热释放量，表现出更好的阻燃性能。技术研发人员：周晓受保护的技术使用者：广东星聚材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21