本发明属于丙纶长丝领域，具体涉及一种硅酯包覆型阻燃丙纶长丝的制备方法。
背景技术：
丙纶长丝是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产，是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度轻等优点，所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种，是常见化学纤维中最轻的纤维。丙纶的品种有长丝(包括未变形长丝和膨体变形长丝)、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等。主要用途是制作地毯(包括地毯底布和绒面)、装饰布、家具布、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等。此外在衣着方面应用也日趋广泛，可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工后可以制成衬衣、外衣、运动衣、袜子等。由丙纶中空纤维制成的絮被，质轻、保暖，弹性良好。制得的纤维。丙纶于1957年正式开始工业化生产，是合成纤维中的后起之秀。由于丙纶具有生产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度轻等优点，所以丙纶发展得很快。目前丙纶已是合成纤维的第四大品种，是常见化学纤维中最轻的纤维；
然而聚丙烯主要由碳、氢等元素构成，其材料本身阻燃性差，在热的作用下容易降解产生可燃性气体、容易燃烧，从而发生火灾，对人的生命和财产安全带来极大的危害，因此在制备丙纶的时候往往会在其中添加多种添加剂，包括无机添加剂和有机添加剂，其中无机添加剂由于与聚合物基体的相容性差，容易降低成品长丝的力学性能，而有机长丝主要是含卤素和含磷的阻燃剂，特别是含氯、溴的阻燃剂更是被广泛使用，但是其在燃烧时特别容易释放出刺激性和辐射性的卤化氢气体，对人体都有很强的危害；
因此，本发明的目的是提供一种阻燃性较好的丙纶长丝，使其在燃烧时也具有很好的安全环保性，同时改善传统无机阻燃添加剂在聚丙烯基体中的相容性差的问题，有效的提高成品的力学性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种硅酯包覆型阻燃丙纶长丝的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种硅酯包覆型阻燃丙纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2-3重量份的十二烷基硫醇，加入到其重量10-12倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.6-1重量份的蓖麻油酸钙，在60-65℃下保温搅拌4-5分钟，得复合醇溶液；
(2)取36-40重量份的前驱体，加入到上述复合醇溶液中，加入1-2重量份的二甲胺，超声10-15分钟，得胺化醇分散液；
(3)取4-5重量份的水合硼酸锌，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化醇分散液，升高温度为50-60℃，加入0.7-1重量份的十二烷基二甲基溴化铵，保温搅拌10-20分钟，降低温度为常温，滴加5-6重量份的、浓度为10-13％的氨水，滴加完毕后搅拌反应3-4小时，得溶胶包覆溶液；
(4)取4-5重量份的滑石粉，加入到其重量17-20倍的去离子水中，加入10-14重量份的原硅酸，搅拌均匀，得硅酸溶液；
(5)取上述溶胶包覆溶液、硅酸溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为90-95℃，滴加2-3重量份的催化剂溶液，滴加完毕后保温搅拌3-4小时，出料，得硅酯溶胶包覆溶液；
(6)取0.3-0.5重量份的三硬脂酸甘油酯，加入到上述硅酯溶胶包覆溶液中，搅拌均匀，得硅酯溶胶包覆乳液；
(7)取110-120重量份的等规聚丙烯，加入到其重量6-9倍的、70-75％的乙醇溶液中，加入3-4重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超声10-29分钟，得硅烷聚丙烯分散液；
(8)取上述硅酯溶胶包覆乳液、硅烷聚丙烯分散液混合，送入到65-70℃的恒温水浴中，保温搅拌16-20小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空46-50℃下干燥至含水量为0.1-0.2％，冷却至常温，得硅酯溶胶包覆改性聚丙烯；
(9)取上述硅酯溶胶包覆改性聚丙烯，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，挤出温度为270-300℃，将熔体进行纺丝，经过收丝处理，即得所述硅酯包覆型阻燃丙纶长丝。
所述的前驱体为正硅酸乙酯。
所述的催化剂溶液的制备方法为：
取1-2重量份的对甲基苯磺酸，加入到其重量24-30倍的去离子水中，搅拌均匀，即得。
本发明的优点：
本发明首先以正硅酸乙酯为前驱体，预先在醇溶液中分散，采用二甲胺处理，得到胺化分散液，然后以水合硼酸锌为原料，十二烷基二甲基溴化铵为分散剂，将正硅酸乙酯水解，通过水解将溶胶沉积到硼酸锌表面，得胺化溶胶包覆溶液，然后将其与原硅酸混合，在催化剂作用下进行酯化反应，得到硅酸酯包覆溶胶包覆溶液，再通过三硬脂酸甘油酯分散，得到分散酯化乳液，之后采用氨基硅烷偶联剂处理等规聚丙烯，得氨基硅烷聚丙烯分散液，最后将其与分散酯化乳液共混分散，实现了含有无机包覆填料的酯化乳液在聚丙烯中的有效相容，有效的提高了成品丙纶的力学性能，本发明的材料加入的硼酸锌、硅溶胶、滑石粉都能够起到很好的阻燃防火性能，其中酯化包覆料在燃烧时能够形成稳定的炭球，起到很好的气相阻隔的效果，达到进一步降低火势的效果。
具体实施方式
实施例1
一种硅酯包覆型阻燃丙纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)取3重量份的十二烷基硫醇，加入到其重量12倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入1重量份的蓖麻油酸钙，在65℃下保温搅拌5分钟，得复合醇溶液；
(2)取40重量份的前驱体，加入到上述复合醇溶液中，加入2重量份的二甲胺，超声15分钟，得胺化醇分散液；
(3)取5重量份的水合硼酸锌，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化醇分散液，升高温度为60℃，加入1重量份的十二烷基二甲基溴化铵，保温搅拌20分钟，降低温度为常温，滴加6重量份的、浓度为13％的氨水，滴加完毕后搅拌反应4小时，得溶胶包覆溶液；
(4)取5重量份的滑石粉，加入到其重量20倍的去离子水中，加入14重量份的原硅酸，搅拌均匀，得硅酸溶液；
(5)取上述溶胶包覆溶液、硅酸溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为95℃，滴加3重量份的催化剂溶液，滴加完毕后保温搅拌4小时，出料，得硅酯溶胶包覆溶液；
(6)取0.5重量份的三硬脂酸甘油酯，加入到上述硅酯溶胶包覆溶液中，搅拌均匀，得硅酯溶胶包覆乳液；
(7)取120重量份的等规聚丙烯，加入到其重量9倍的、75％的乙醇溶液中，加入4重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超声29分钟，得硅烷聚丙烯分散液；
(8)取上述硅酯溶胶包覆乳液、硅烷聚丙烯分散液混合，送入到70℃的恒温水浴中，保温搅拌20小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空50℃下干燥至含水量为0.2％，冷却至常温，得硅酯溶胶包覆改性聚丙烯；
(9)取上述硅酯溶胶包覆改性聚丙烯，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，挤出温度为300℃，将熔体进行纺丝，经过收丝处理，即得所述硅酯包覆型阻燃丙纶长丝。
所述的前驱体为正硅酸乙酯。
所述的催化剂溶液的制备方法为：
取2重量份的对甲基苯磺酸，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，即得。
实施例2
一种硅酯包覆型阻燃丙纶长丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2重量份的十二烷基硫醇，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.6重量份的蓖麻油酸钙，在60℃下保温搅拌4分钟，得复合醇溶液；
(2)取36重量份的前驱体，加入到上述复合醇溶液中，加入1重量份的二甲胺，超声10分钟，得胺化醇分散液；
(3)取4重量份的水合硼酸锌，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化醇分散液，升高温度为50℃，加入0.7重量份的十二烷基二甲基溴化铵，保温搅拌10分钟，降低温度为常温，滴加5重量份的、浓度为10％的氨水，滴加完毕后搅拌反应3小时，得溶胶包覆溶液；
(4)取4重量份的滑石粉，加入到其重量17倍的去离子水中，加入10重量份的原硅酸，搅拌均匀，得硅酸溶液；
(5)取上述溶胶包覆溶液、硅酸溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，调节反应釜温度为90℃，滴加2重量份的催化剂溶液，滴加完毕后保温搅拌3小时，出料，得硅酯溶胶包覆溶液；
(6)取0.3重量份的三硬脂酸甘油酯，加入到上述硅酯溶胶包覆溶液中，搅拌均匀，得硅酯溶胶包覆乳液；
(7)取110重量份的等规聚丙烯，加入到其重量6倍的、70％的乙醇溶液中，加入3重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超声10分钟，得硅烷聚丙烯分散液；
(8)取上述硅酯溶胶包覆乳液、硅烷聚丙烯分散液混合，送入到65℃的恒温水浴中，保温搅拌16小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空46℃下干燥至含水量为0.1％，冷却至常温，得硅酯溶胶包覆改性聚丙烯；
(9)取上述硅酯溶胶包覆改性聚丙烯，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，挤出温度为270℃，将熔体进行纺丝，经过收丝处理，即得所述硅酯包覆型阻燃丙纶长丝。
所述的前驱体为正硅酸乙酯。
所述的催化剂溶液的制备方法为：
取1重量份的对甲基苯磺酸，加入到其重量24倍的去离子水中，搅拌均匀，即得。
性能测试：
实施例1的硅酯包覆型阻燃丙纶长丝：
强度为9.9g/d，断裂伸长率为13.9％、氧指数为32、UL-94为V-1级别；
实施例2的硅酯包覆型阻燃丙纶长丝：
强度为10.3g/d，断裂伸长率为14.5％、氧指数为33、UL-94为V-1级别；
市售丙纶长丝：
强度为4-5g/d，断裂伸长率为10-12％、氧指数为20-25、UL-94为V-2级别；
可以看出，本发明的硅酯包覆型阻燃丙纶长丝具有更好的力学性能和阻燃防火性。