专利名称：一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，所述阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝(BCF)，包括硫酸镁晶须、镁盐晶须、坡缕石、碱式氯化镁晶须、三氧化二锑、六溴环十二烷、等规聚丙烯等，属于纺织纤维制造技术领域。
背景技术：
聚丙烯纤维，也被称PP纤维或丙纶。是一种用等规聚丙烯熔融纺制的纤维。它最大优点是质轻，比一般化学纤维轻20-30%。聚丙烯纤维对无机酸、碱稳定性很好；不发霉， 不腐烂，不怕虫蛀。聚丙烯膨体长丝的缩略代号为BCF，聚丙烯BCF是将聚丙烯未拉伸丝(UDY)经拉伸，变形或再经网络加工成BCF长丝。聚丙烯BCF以其稳定的三维卷曲性，良好的手感和高蓬松性、弹性和覆盖性，耐腐蚀，密度小，强度较高，且价格低廉。广泛应用于地毯织造，汽车坐垫和装饰织物等室内家纺应用领域。聚丙烯纤维熔点低(170°C)、极限氧指数低(< 18)，属易燃纤维，且燃烧热高，易产生大量熔滴，极易传播火焰。高分子纤维一方面给人类提供了丰富多彩的物质条件，另一方面也给人类埋伏了很多的火灾隐患。为了提高高分子纤维的阻燃性，必须引入含阻燃元素材料，如添加含氯、溴、磷、锑等元素的有机化合物，制得共混型或共聚型阻燃纤维，用以减低纤维的易燃性。此种方法制造的高分子阻燃纤维，随着添加阻燃、抗菌剂，纤维强度趋弱，纺丝、织造困难。多年来科技工作者针对聚丙烯纤维存在的缺陷，进行了大量的改性研究，用各种有机、无机化合物等材料与聚丙烯共混、以期制得具有特殊性能和功能的聚丙烯纤维，如阻燃、可染、抗静电等。晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0. I IOum)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值。具有强度高、耐热、阻燃、抗菌、导电、吸波等功能，在高分子材料中加入少量晶须，便能增强、增韧，还可提高耐热性等。是一种理想的高分子材料改性剂，具有广泛的应用领域。无机晶须熔点很高，通常都在1000°C以上，正好弥补了高分子材料在耐热方面的不足，使体系的玻璃化转变温度和热变形温度均有升高，具有阻燃性能。应用最为广泛的是碱式硫酸镁晶须，由于其分子中的结晶水在燃烧时发生脱水反应，可吸收大量的热能来降低基材的温度。此外，生成的水蒸汽既能稀释火焰区反应气体的浓度，又能吸收烟雾，起到阻燃和消烟的作用。碱式氯化镁晶须是新型的阻燃、增强纤维材料。碱式氯化镁晶须外观呈白色粉末，松散，晶须呈微细纤维状。碱式氯化镁晶须、镁盐晶须均具有良好的阻燃效果。比常用阻燃材料更为优越。坡缕石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。坡缕石晶体呈毛发状或纤维状。晶体内部呈多孔道，具有很大的比表面积和吸附能力，比表面大可达500m2/g以上，吸水性可达到150%以上。具很强灭菌、除臭、去毒、杀虫能力。是一种理想的高分子材料增强剂和高分子材料功能改性剂，具有广泛的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤A)按质量份数取8-12份表征参数直径为0. l-2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，6-10份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，8_12份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，18-22份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为 6-12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在300-400°C真空炉中焙烧4_6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min，然后常压等离子处理10_20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70°C去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15份，与三氧化二锑1-1. 5份、六溴环十二烷铝2-3份、硬脂酸钙(CaSt) 0. 2-0. 4份、PP-g-MAH增容剂I. 5-2份，在70-80°C条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min，再加入等规聚丙烯粉90-110份，密闭搅拌混合反应30-45min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯；C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率< 30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。本发明的优选技术方案是所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法采用如下步骤步骤A),按质量份数取10份表征参数直径为0. l-2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，8份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，10份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，20份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在350°C真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min，然后常压等离子处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65°C去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；步骤B)，按质量份数取A)得到的改性晶须12份，与三氧化二锑I. 2份、六溴环十二烷铝2. 5份、硬脂酸钙0. 3份、PP-g-MAH增容剂I. 8份，在75°C条件下混合机中密闭搅拌反应55min，再加入等规聚丙烯粉100份，密闭搅拌混合反应40min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯。本发明在所述步骤C)中，也可将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯熔融纺制成FDY, DTY或短纤维。本发明是在等规聚丙烯中添加具有纤维增强作用，同时具有抗菌、阻燃作用的硫酸镁晶须、镁盐晶须、坡缕石、碱式氯化镁晶须、六溴环十二烷等；通过熔融纺丝手段制成阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体丝；这种BCF纤维强度高，阻燃、抗菌功能好；可广泛应用于地毯，窗帘、床上用品、汽车坐垫和装饰织物等室内应用，特别适用于公共活动场所的防火安全要求。
具体实施例方式下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍本发明所述的一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，该制造方法采用如下步骤A)按质量份数取8-12份表征参数直径为0. l-2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，6-10份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，8_12份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，18-22份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为
6-12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在300-400°C真空炉中焙烧4_6h，冷却后用 六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min，然后常压等离子处理10_20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70°C去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15份，与三氧化二锑1-1. 5份、六溴环十二烷铝2-3份、硬脂酸钙(CaSt) 0. 2-0. 4份、PP-g-MAH增容剂I. 5-2份，在70-80°C条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min，再加入等规聚丙烯粉90-110份，密闭搅拌混合反应30-45min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯；C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率< 30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。本发明在所述步骤C)中，也可将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯熔融纺制成FDY, DTY或短纤维。实施例I :本发明所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤步骤A),按质量份数取10份表征参数直径为0. l_2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，8份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，10份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，20份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在350°C真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min，然后常压等离子处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65°C去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；步骤B)，按质量份数取A)得到的改性晶须12份，与三氧化二锑I. 2份、六溴环十二烷铝2. 5份、硬脂酸钙0. 3份、PP-g-MAH增容剂I. 8份，在75°C条件下混合机中密闭搅拌反应55min，再加入等规聚丙烯粉100份，密闭搅拌混合反应40min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯。实施例2 :本发明所述的一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤
A)按质量份数取8份表征参数直径为0. l_2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，6份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，8份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，18份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石；将上述四种材料混合均匀后，在300°C真空炉中焙烧4h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30min，然后常压等离子处理lOmin，再在含硬脂酸钙分散液的60V去离子水中超声波分散、清洗25min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；B)按质量份数取A)得到的改性晶须10份，与三氧化二锑I份、六溴环十二烷铝2份、硬脂酸钙(CaSt)O. 2份、PP-g-MAH增容剂I. 5份，在70°C条件下混合机中密闭搅拌反应45min，再加入等规聚丙烯粉90份，密闭搅拌混合反应30min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯；
C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率< 30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。实施例3 :本发明所述的一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤A)按质量份数取12份表征参数直径为0. l_2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，10份表征参数直径为0. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，12份表征参数直径为0. 2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，22份表征参数直径为0. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石；将上述四种材料混合均匀后，在400°C真空炉中焙烧6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散45min，然后常压等离子处理20min，再在含硬脂酸钙分散液的70°C去离子水中超声波分散、清洗35min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须15份，与三氧化二锑I. 5份、六溴环十二烷铝3份、硬脂酸钙(CaSt)O. 4份、PP-g-MAH增容剂2份，在80°C条件下混合机中密闭搅拌反应60min，再加入等规聚丙烯粉110份，密闭搅拌混合反应45min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯；C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率< 30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。本发明所述的实施例并不限于以上所述三个实施例，通过前述公开的数值范围，在具体实施例中进行任意替换，从而可以得到无数个实施例，对此不一一例举。
权利要求
1.一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，其特征在于该制造方法采用如下步骤 A)按质量份数取8-12份表征参数直径为O.l-2um、长度为5_10um的硫酸镁晶须，6_10份表征参数直径为O. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，8_12份表征参数直径为O.2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，18-22份表征参数直径为O. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在300-400°C真空炉中焙烧4-6h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散30-45min，然后常压等离子处理10_20min，再在含硬脂酸钙分散液的60-70°C去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作3-5次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须； B)按质量份数取步骤A)得到的改性晶须10-15份，与三氧化二锑1-1.5份、六溴环十二烷铝2-3份、硬脂酸钙O. 2-0. 4份、PP-g-MAH增容剂I. 5-2份，在70-80°C条件下混合机中密闭搅拌反应45-60min，再加入等规聚丙烯粉90-110份，密闭搅拌混合反应30_45min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯； C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率<30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。
2.根据权利要求I所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，其特征在于所述的步骤中 步骤A)，按质量份数取10份表征参数直径为O. l-2um、长度为5-lOum的硫酸镁晶须，8份表征参数直径为O. 2-lum、长度为6-12um的碱式氯化镁晶须，10份表征参数直径为O.2-0. 8um、长度为6-10um的镁盐晶须，20份表征参数直径为O. 1-0. 8um、长度为6_12um的坡缕石，将上述四种材料混合均匀后，在350°C真空炉中焙烧5h，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散38min，然后常压等离子处理15min，再在含硬脂酸钙分散液的65°C去离子水中超声波分散、清洗30min，取溶液上层悬浮晶须经160目过滤，取改性晶须混合液，并重复操作4次直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须； 步骤B)，按质量份数取A)得到的改性晶须12份，与三氧化二锑I. 2份、六溴环十二烷铝2. 5份、硬脂酸钙O. 3份、PP-g-MAH增容剂I. 8份，在75°C条件下混合机中密闭搅拌反应55min，再加入等规聚丙烯粉100份，密闭搅拌混合反应40min，得到阻燃抗菌等规聚丙烯。
3.根据权利要求I或2所述的阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，其特征在于所述步骤C)中，将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯熔融纺制成FDY、DTY、BSY或短纤维。
全文摘要
一种阻燃抗菌聚丙烯膨体长丝的制造方法，它采用如下步骤A)将硫酸镁晶须、碱式氯化镁晶须、镁盐晶须、坡缕石四种材料混合均匀后，在真空炉中焙烧，冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，然后常压等离子处理，再在含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、清洗，取溶液上层悬浮晶须经过滤，取改性晶须混合液，并重复操作直至滤清，滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须；B)取步骤A)得到的改性晶须，与三氧化二锑、六溴环十二烷铝、硬脂酸钙、PP-g-MAH增容剂，在混合机中搅拌，再加入等规聚丙烯粉，混合搅拌后得到阻燃抗菌等规聚丙烯；C)将步骤B)得到的阻燃抗菌等规聚丙烯在动态真空烘箱干燥至含水率≤30ppm，在同向双螺杆熔融混练挤出机直接挤出纺制成一种阻燃、抗菌、增强多重功效的聚丙烯膨体长丝。
文档编号D01F1/07GK102965754SQ201210488880
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者凌荣根, 凌荣潮, 周先何, 段树军, 徐光宇, 杨宝华 申请人:浙江理工大学