一种阻燃防熔滴化纤母粒及其制备工艺的制作方法

本发明属于化纤材料，涉及一种阻燃防熔滴化纤母粒及其制备工艺。

背景技术：

1、热塑性材料广泛应用在纺织服装、生活用品及工业用品等领域，但在燃烧时的熔融滴落可以传播火焰，引燃其它物质；粘在皮肤上，则会使皮肤烫伤，这大大限制了其在服装面料、装饰织物和产业用纺织品等方面的应用，因此，阻燃防熔滴是研究者们一直以来不断探索的问题。

2、目前，阻燃防熔滴的方法有共混法、共聚法、后处理法以及接枝交联法等。共混法主要是添加抗滴落剂粉体等来增加熔体粘度以减少熔滴现象。该方法不改变所用生产工艺，简单易行，适用面较广。

3、因此，寻求一种阻燃防熔滴母粒及其制备方法，利用双螺杆挤出机共混、挤出、造粒，制备出一种阻燃防熔滴化纤母粒，将其应用于生产塑料及纤维材料，具有优异的阻燃防熔滴功能，应用领域广，可应用于包装材料、装饰材料、无纺布、纺织服装等领域。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种阻燃防熔滴化纤母粒及其制备工艺，具有阻燃效果好，抗菌性能强，使用寿命长的特点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种阻燃防熔滴化纤母粒，所述阻燃防熔滴化纤母粒的配方如下，按重量份数记，改性水葫芦纤维30~40份，芳砜纶30~40份，海藻酸钙10~15份，抗滴落剂5~10份，分散剂1~5份，偶联剂1~2份，平滑剂1~2份，润滑油1~2份，

4、其中，改性水葫芦纤维的制备流程如下，

5、s1：先将水葫芦洗净，干燥后放入球磨机中进行研磨，研磨的转速为400r/min，研磨时长为4h，将研磨得到的粉末在100℃的水里浸泡12h，得到混合溶液a；

6、s2：待混合溶液a降温至50℃后，放入均质机中在10mpa下均质20min，再使用离心机在12000r/min的转速下离心分离，去除多余水分，过滤，在110℃下干燥12h后得到颗粒物b；

7、s3：将s2制得的颗粒物b浸泡在体积比为1：3的甲苯与无水乙醇的混合溶液中，在50℃下，浸泡12h，过滤洗涤，得到颗粒物c；

8、s4：将颗粒物c加入到浓度为30%的碱液中，在300r/min的转速下搅拌4h，过滤洗涤，得到颗粒物d；

9、s5：将颗粒物d加入到体积比为1：4的亚氯酸钠与冰乙酸的混合溶液中，在300r/min的转速下搅拌5h，过滤洗涤，得到颗粒物e；

10、s6：将颗粒物e加入到体积比为5：3：12的四丁基氢氧化氨、尿素和去离子水的混合溶液中，在300r/min的转速下搅拌2h，过滤，收集滤液，使用离心机在12000r/min的转速下对滤液离心分离，过滤，在80℃下干燥12h，得到水葫芦纤维；

11、s7：将石墨炔、次磷酸铵、二氧化硅和三聚氰胺按质量比1：2：2：1混合，混合均匀后放入球磨机中在300r/min的转速下研磨1h，得到混合物f;

12、s8：将s6制得的水葫芦纤维和s7制得的混合物f以质量比8：1混合，放入球磨机中，在氮气气氛下，以400r/min的转速进行研磨，研磨时长为2h，得到所述改性水葫芦纤维。

13、进一步的，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。

14、进一步的，所述分散剂为聚乙二醇，分子量为10000~20000。

15、进一步的，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

16、进一步的，所述平滑剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或多种。

17、进一步的，所述s4中的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。

18、进一步的，所述s8中得到的改性水葫芦纤维粒径大小为200目。

19、一种阻燃防熔滴化纤母粒的制备工艺，所述制备工艺的具体流程如下，

20、s81：按比例将改性水葫芦纤维，芳砜纶，海藻酸钙放入球磨机中以400r/min的转速研磨1h，通入流速为10m/s的氮气吹扫2h，再加入抗滴落剂，分散剂，偶联剂，平滑剂和润滑油继续搅拌，搅拌速率为300r/min，得到混合物；

21、s82：将s81制得的混合物转移至挤出机中，将混合物加热至180℃，使混合物呈熔融状态，将熔融的混合物通过口模，冷却定型，切成颗粒状，得到所述化纤母粒。

22、水葫芦作为一种水生植物，其生长迅速且繁殖能力强，因此纤维素资源丰富，易于获取，这为化纤母粒的生产提供了充足的原材料，有助于降低生产成本；水葫芦纤维分子链上含有多个羟基，这些羟基能够与其他含有极性基团的化合物发生相互作用，从而增加相容性；水葫芦纤维具有较大的比表面积和吸附能力，它能够有效地吸附添加剂，并与它们形成稳定的混合物；水葫芦纤维素具有较高的机械强度和稳定性，使得制备出的化纤母粒具有良好的物理性能，这些性能可以确保化纤母粒在后续加工和使用过程中的稳定性和耐用性；因此，本发明选用水葫芦纤维作为主要配方。

23、石墨炔作为一种新型的二维碳材料，具有出色的热稳定性和化学稳定性。它能够显著提高纤维的耐热性，使得改性后的水葫芦纤维在高温环境下不易熔化或滴落，能够有效防止火焰的扩散和燃烧的持续；次磷酸铵的引入为水葫芦纤维提供了阻燃性能，次磷酸铵在高温下能够分解产生阻燃气体磷化氢，稀释空气中的氧气浓度，从而抑制火焰的燃烧。这一特性能够进一步增强水葫芦纤维的防熔滴能力；二氧化硅的加入可以提升水葫芦纤维的绝缘性和稳定性。二氧化硅具有良好的绝缘性能，能够有效隔离电流，同时，二氧化硅还能够增强纤维的结构稳定性，提高其在高温环境下的抗形变能力；三聚氰胺具有优异的耐热性和机械性能，能够增强纤维的拉伸强度和耐磨性。这使得改性后的水葫芦纤维在受到外力作用时不易断裂或变形，保持稳定的防熔滴性能。本发明中先将石墨炔、次磷酸铵、二氧化硅和三聚氰胺混合，再使用该混合物对水葫芦纤维进行改性，使得改性后的水葫芦纤维有更好的耐热性、稳定性和防熔滴性能。

24、芳砜纶是一种性能优异的纤维材料，它具有良好的阻燃性、耐热性以及化学稳定性，芳砜纶的阻燃性源于其化学结构，芳砜纶是一种在高分子主链上含有砜基的芳香族聚酰胺纤维。其大分子主链上存在的强吸电子砜基，通过苯环的双键共轭作用，赋予了芳砜纶纤维优异的耐热稳定性，它在燃烧时不熔融、不收缩或很少收缩，离火焰后自熄，极少有阴燃或余燃现象；此外，芳砜纶还具有出色的耐热性，能在高温下保持较高的强度。因此，本发明通过将改性水葫芦纤维和芳砜纶混合，进一步提升制得的化纤母粒的防熔滴性能。

25、海藻酸钙作为一种有机物，具有优良的生物相容性、无毒性、可生物降解性、高透氧性和杀菌抑菌性等特性；海藻酸钙的加入可以提高防熔滴化纤母粒的生物相容性，从而提高产品的安全性；海藻酸钙中的羧基在遇热分解时会释放出二氧化碳和水分，水分蒸发会带走部分热量，同时，二氧化碳和水蒸气的产生也会降低可燃性气体的浓度，进一步起到阻燃作用；当海藻酸钙燃烧时，钙离子会转化为碳酸钙和氧化钙，这些物质在燃烧过程中起到屏障作用，同时，这一转化过程会吸收热量，进一步提高阻燃效率，因此，本发明中海藻酸钙的添加也能进一步提升制得的化纤母粒的阻燃性能。

26、本发明的有益效果：

27、本发明中通过使用石墨炔、次磷酸铵、二氧化硅和三聚氰胺的混合物对水葫芦纤维进行改性，提升了制得的化纤母粒的阻燃性、稳定性和防熔滴性能；本发明在制备过程中将改性水葫芦纤维和芳砜纶混合，芳砜纶大分子主链上存在的强吸电子砜基，通过苯环的双键共轭作用，赋予了芳砜纶纤维优异的耐热稳定性，它在燃烧时不熔融、不收缩或很少收缩，离火焰后自熄，两者混合进一步提升了制得的化纤母粒的防熔滴性能；本发明中通过添加海藻酸钙更进一步提高防熔滴化纤母粒的阻燃性能，这是因为海藻酸钙燃烧时，钙离子会转化为碳酸钙和氧化钙，这些物质在燃烧过程中起到屏障作用，同时，这一转化过程会吸收热量，进一步提高阻燃效率。