一种耐黄变毛粉及其制备方法与流程

1.本技术涉及绒毛领域，尤其是涉及一种耐黄变毛粉及其制备方法。


背景技术：

2.由于环保意识的提高，近年来人们不断开发以生物基原料合成的环保聚合物，例如尼龙6和尼龙66等，这些材料具有较高的机械强度、耐热性、自润滑性、优良的阻隔性能和耐化学腐蚀等，综合性能优异，应用前景广阔，一般可以应用于机械制造业、电子电器和交通运输等各种领域。
3.尼龙66也叫聚己二酰己二胺，是一种热塑性树脂，一般是由己二酸和己二胺缩聚制的；聚己二酰己二胺在外部要素或条件的作用下，如长时间的日光照射和长时间受热的过程中，容易发生黄变等性能退化现象，同时聚己二酰己二胺具有酰胺键，酰胺键具有强还原性，在切毛、烘干等加工过程中都容易被氧化变黄，限制了其在浅色产品上的应用。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为提高聚己二酰己二胺的耐黄变性能。


技术实现要素：

5.为了提高聚己二酰己二胺毛粉的耐黄变性能，本技术提供一种耐黄变毛粉及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供的一种耐黄变毛粉采用如下的技术方法：一种耐黄变毛粉，由包括以下重量份的原料制成：改性聚己二酰己二胺：25-45份；碳纤维：15-35份；纳米二氧化钛：15-25份；聚苯乙烯：10-20份；抗氧化剂：4-8份；偶联剂：5-10份；所述改性聚己二酰己二胺由聚己二酰己二胺、壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌制得。
7.通过采用上述技术方案：现有的毛粉一般将聚己二酰己二胺通过切毛机切成毛粉，本技术通过壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌对聚己二酰己二胺进行改性，使硫酸锌可以充分填充在聚己二酰己二胺内，壳聚糖和聚乙二醇可以有效将硫酸锌与聚己二酰己二胺紧密粘结，抑制聚己二酰己二胺自身产生降解导致变黄，得到耐黄变性能较好的改性聚己二酰己二胺；同时改性聚己二酰己二胺、纳米二氧化钛、碳纤维和聚苯乙烯共同配合，聚苯乙烯将纳米二氧化钛和碳纤维混合后紧密附着在改性聚己二酰己二胺上，将改性聚己二酰己二胺与外部空气阻隔，有效阻挡空气中的氧气与改性聚己二酰己二胺发生反应，抑制改性聚己二酰己二胺氧化变色，从而进一步提高通过切毛后制得的毛粉的耐黄变性能。
8.优选的，所述碳纤维为改性碳纤维，所述改性碳纤维由碳纤维、n,n-二甲基甲酰
胺、丙烯酸和二月桂酸二丁基锡制得。
9.通过采用上述技术方案，本技术通过对碳纤维进行改性，通过丙烯酸使n,n-二甲基甲酰胺和二月桂酸二丁基锡均匀分布在碳纤维表面，提高了改性碳纤维与改性聚己二酰己二胺的相容性，有效提高改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能，同时使改性碳纤维具有更优吸附性能，牢固的将染料吸附，进而提高毛粉的耐洗色牢度。
10.优选的，所述改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯的重量比为(2.3-2.5)：(1.8-2.2)：(1.15-1.25)：1。
11.通过采用上述技术方案，当改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯在特定的重量配比时，改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯四者共同复配，聚苯乙烯促进碳纤维和纳米二氧化钛的混合物更好的附着在改性聚己二酰己二胺表面，形成均匀的保护层，一定程度将氧气与改性聚己二酰己二胺隔绝，从而大大提高毛粉的耐黄变性能。
12.优选的，所述壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌的重量比为(1.7-1.9)：(1.4-1.6)：(0.45-0.55)：1。
13.通过采用上述技术方案，当壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌在特定的重量配比时，可以提高改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能，同时使改性聚己二酰己二胺在染色的过程中将染料吸附并紧密固着在改性聚己二酰己二胺，使染色后的改性聚己二酰己二胺不易褪色，提高改性聚己二酰己二胺的色牢强度。
14.优选的，所述n,n-二甲基甲酰胺、丙烯酸和二月桂酸二丁基锡的重量比为1：(1-1.4)：(1.4-1.5)。
15.通过采用上述技术方案，当n,n-二甲基甲酰胺、丙烯酸和二月桂酸二丁基锡在特定的重量配比时，可以制得物理强度更高的改性碳纤维，从而提高制备的毛粉的拉伸强度性能。
16.优选的，所述抗氧化剂包括抗坏血酸、丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯中的一种。更优的，所述抗氧化剂为抗坏血酸。
17.通过采用上述技术方案，加入抗氧化剂对改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能有提高。
18.优选的，所述偶联剂包括硬脂酸钠、三氯乙烯基硅烷和二异硬酯酰基酞酸乙酯中的一种。更优的，所述偶联剂为硬脂酸钠。
19.通过采用上述技术方案，加入偶联剂可以使改性聚己二酰己二胺、纳米二氧化钛、碳纤维和聚苯乙烯之间连接更紧密。
20.第二方面，本技术提供的一种耐黄变毛粉的制备方法采用如下的技术方案：一种耐黄变毛粉的制备方法，包括以下步骤：s1.将改性聚己二酰己二胺和碳纤维混合搅拌，得到混合料；s2.将纳米二氧化钛和聚苯乙烯加入混合料，静置后搅拌，再加入抗氧化剂和偶联剂继续搅拌，挤出后切毛，得到耐黄变毛粉。
21.通过采用上述技术方案，将制备毛粉的原料分步骤处理，使制备毛粉的各种原料混合更均匀，从而得到更优的耐黄变毛粉。
22.优选的，所述改性聚己二酰己二胺的制备方法为：
将聚己二酰己二胺和壳聚糖搅拌均匀后与聚乙二醇进行水浴加热，烘干后得到预混料；将过硫酸铵和预混料混合搅拌，最后再加入硫酸锌混合搅拌，得到改性聚己二酰己二胺。
23.通过采用上述技术方案，本技术通过对改性聚己二酰己二胺进行改性，对聚己二酰己二胺、壳聚糖和聚乙二醇水浴加热后再与过硫酸铵和硫酸锌混合，使硫酸锌可以充分填充在聚己二酰己二胺内，壳聚糖和聚乙二醇可以有效将硫酸锌与聚己二酰己二胺紧密粘结，从而使改性后的聚己二酰己二胺具有良好的耐黄变性能和色牢性。
24.优选的，所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维与二月桂酸二丁基锡混合后浸泡在丙烯酸溶液中，洗涤烘干后得到预处理碳纤维；将预处理碳纤维与n,n-二甲基甲酰胺混合搅拌，得到改性碳纤维。
25.通过采用上述技术方案，本技术对碳纤维进行改性，将碳纤维与二月桂酸二丁基锡共同浸泡在丙烯酸溶液中再与n,n-二甲基甲酰胺进行混合，使n,n-二甲基甲酰胺和二月桂酸二丁基锡均匀分布且附着在碳纤维表面，使改性碳纤维具有较优的吸附效果，进而使染色后的改性聚己二酰己二胺不易褪色，提高改性聚己二酰己二胺的色牢强度。
26.综上所述，本技术包括以下有益效果：1.本技术通过壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌对聚己二酰己二胺进行改性，使硫酸锌可以充分填充在聚己二酰己二胺内，壳聚糖和聚乙二醇可以有效将硫酸锌与聚己二酰己二胺紧密粘结，抑制聚己二酰己二胺自身产生降解导致变黄，得到耐黄变性能较好的改性聚己二酰己二胺；同时改性聚己二酰己二胺、纳米二氧化钛、碳纤维和聚苯乙烯共同配合，聚苯乙烯将纳米二氧化钛和碳纤维混合后紧密附着在改性聚己二酰己二胺上，将改性聚己二酰己二胺与外部空气阻隔，有效阻挡空气中的氧气与改性聚己二酰己二胺发生反应，抑制改性聚己二酰己二胺氧化变色，从而进一步提高通过切毛后制得的毛粉的耐黄变性能；2.当改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯在特定的重量配比时，改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯四者共同复配，聚苯乙烯促进碳纤维和纳米二氧化钛的混合物更好的附着在改性聚己二酰己二胺表面，形成均匀的保护层，一定程度将氧气与改性聚己二酰己二胺隔绝，从而大大提高毛粉的耐黄变性能，同时提高毛粉的拉伸强度；3.当壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌在特定的重量配比时，可以提高改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能，同时使改性聚己二酰己二胺在染色的过程中将染料吸附并紧密固着在改性聚己二酰己二胺，使染色后的改性聚己二酰己二胺不易褪色，提高改性聚己二酰己二胺的色牢强度。
具体实施方式
27.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。
28.制备例1一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：将20kg聚己二酰己二胺和12kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为
60rad/min的条件下搅拌1h后，加入8kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将4kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入5kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。
29.制备例2一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：将40kg聚己二酰己二胺和20kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为60rad/min的条件下搅拌1h后，加入16kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将10kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入15kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。
30.制备例3一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：将30kg聚己二酰己二胺和16kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为60rad/min的条件下搅拌1h后，加入12kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将7kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入10kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。
31.制备例4一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：将30kg聚己二酰己二胺和17kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为60rad/min的条件下搅拌1h后，加入14kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将4.5kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入10kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。
32.制备例5一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：将30kg聚己二酰己二胺和19kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为60rad/min的条件下搅拌1h后，加入16kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将5.5kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入10kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。
33.制备例6一种改性聚己二酰己二胺的制备方法：
将30kg聚己二酰己二胺和18kg壳聚糖投入反应釜内，在温度为50℃、转速为60rad/min的条件下搅拌1h后，加入15kg聚乙二醇在温度为75℃的条件下水浴加热30min，加热完成后在90℃的条件下烘干2h得到预混料；将5kg过硫酸铵和预混料在温度为50℃，转速为65rad/min的条件下混合搅拌20min，最后再加入10kg硫酸锌在温度为60℃，转速为80rad/min的条件下混合搅拌30min，得到改性聚己二酰己二胺。实施例
34.实施例1一种耐黄变毛粉的制备方法：s1.将制备例1中制得的25kg改性聚己二酰己二胺和15kg碳纤维在温度为125℃，转速为30rad/min的条件下搅拌20min，得到混合料；s2.将15kg纳米二氧化钛和10kg聚苯乙烯加入混合料中，静置4h后，在温度为50℃，转速为40rad/min的条件下搅拌1h后，再加入4kg丁基羟基茴香醚抗氧化剂和5kg三氯乙烯基硅烷偶联剂继续搅拌10min，通过挤出机挤出，再通过切毛机完成切毛，得到耐黄变毛粉。
35.实施例2一种耐黄变毛粉的制备方法：s1.将制备例1中制得的45kg改性聚己二酰己二胺和35kg碳纤维在温度为125℃，转速为30rad/min的条件下搅拌20min，得到混合料；s2.将25kg纳米二氧化钛和10kg聚苯乙烯加入混合料中，静置4h后，在温度为50℃，转速为40rad/min的条件下搅拌1h后，再加入8kg二丁基羟基甲苯抗氧化剂和10kg二异硬酯酰基酞酸乙酯偶联剂继续搅拌10min，通过挤出机挤出，再通过切毛机完成切毛，得到耐黄变毛粉。
36.实施例3一种耐黄变毛粉的制备方法：s1.将制备例1中制得的35kg改性聚己二酰己二胺和25kg碳纤维在温度为125℃，转速为30rad/min的条件下搅拌20min，得到混合料；s2.将20kg纳米二氧化钛和15kg聚苯乙烯加入混合料中，静置4h后，在温度为50℃，转速为40rad/min的条件下搅拌1h后，再加入6kg抗坏血酸抗氧化剂和7.5kg硬脂酸钠偶联剂继续搅拌10min，通过挤出机挤出，再通过切毛机完成切毛，得到耐黄变毛粉。
37.其中实施例1-3具体选用的原料及其用量参照表1表1
实施例4一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中采用制备例2中制得的改性聚己二酰己二胺。
38.实施例5一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例3的不同之处在于，在s1步骤中采用制备例3中制得的改性聚己二酰己二胺。
39.实施例6一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在s1步骤中采用制备例4中制得的改性聚己二酰己二胺。
40.实施例7一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在s1步骤中采用制备例5中制得的改性聚己二酰己二胺。
41.实施例8一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在s1步骤中采用制备例6中制得的改性聚己二酰己二胺。
42.实施例9一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，改性聚己二酰己二胺的投入量为34.5kg、碳纤维的投入量为27kg、纳米二氧化钛的投入量为17.3kg和聚苯乙烯的投入量为15kg。
43.实施例10一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，改性聚己二酰己二胺的投入量为37.5kg、碳纤维的投入量为33kg、纳米二氧化钛的投入量为18.8kg和聚苯乙烯的投入量为15kg。
44.实施例11一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例5的不同之处在于，改性聚己二酰己二胺的投入量为36kg、碳纤维的投入量为30kg、纳米二氧化钛的投入量为18kg和聚苯乙烯的投入量为15kg。
45.实施例12
一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例11的不同之处在于，将s1步骤中的碳纤维等量替换为改性碳纤维：其中，一种改性碳纤维的制备方法：将15kg碳纤维与10kg二月桂酸二丁基锡投入搅拌釜在温度为40℃，转速为50rad/min的条件下搅拌15min后，得到搅拌物；将8kg丙烯酸溶于水中，形成丙烯酸溶液，并将搅拌物加入丙烯酸溶液中浸泡24h，用水洗涤后在100℃的条件下烘干2h，得到预处理碳纤维；将预处理碳纤维与5kgn,n-二甲基甲酰胺在温度为40rad/min，转速为50rad/min的条件下混合搅拌20min后，得到改性碳纤维。
46.实施例13一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例11的不同之处在于，将s1步骤中的碳纤维等量替换成改性碳纤维，其中，一种改性碳纤维的制备方法：将25kg碳纤维与16kg二月桂酸二丁基锡投入搅拌釜在温度为40℃，转速为50rad/min的条件下搅拌15min后，得到搅拌物；将24kg丙烯酸溶于水中，形成丙烯酸溶液，并将搅拌物加入丙烯酸溶液中浸泡24h，用水洗涤后在100℃的条件下烘干2h，得到预处理碳纤维；将预处理碳纤维与15kgn,n-二甲基甲酰胺在温度为40rad/min，转速为50rad/min的条件下混合搅拌20min后，得到改性碳纤维。
47.实施例14一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例11的不同之处在于，将s1步骤中的碳纤维等量替换成改性碳纤维，其中，一种改性碳纤维的制备方法：将20kg碳纤维与13kg二月桂酸二丁基锡投入搅拌釜在温度为40℃，转速为50rad/min的条件下搅拌15min后，得到搅拌物；将16kg丙烯酸溶于水中，形成丙烯酸溶液，并将搅拌物加入丙烯酸溶液中浸泡24h，用水洗涤后在100℃的条件下烘干2h，得到预处理碳纤维；将预处理碳纤维与10kgn,n-二甲基甲酰胺在温度为40rad/min，转速为50rad/min的条件下混合搅拌20min后，得到改性碳纤维。
48.实施例15一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例14的不同之处在于，n,n-二甲基甲酰胺的投入量为10kg，丙烯酸的投入量为10kg，二月桂酸二丁基锡的投入量为14kg。
49.实施例16一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例14的不同之处在于，n,n-二甲基甲酰胺的投入量为10kg，丙烯酸的投入量为14kg，二月桂酸二丁基锡的投入量为16kg。
50.实施例17一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例14的不同之处在于，n,n-二甲基甲酰胺的投入量为10kg，丙烯酸的投入量为12kg，二月桂酸二丁基锡的投入量为15kg。
51.对比例
对比例1一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例1的不同之处在于，在s1步骤中的改性聚己二酰己二胺等量替换成聚己二酰己二胺。
52.对比例2一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例1的不同之处在于，在s1步骤中的碳纤维等量替换成玻璃纤维。
53.对比例3一种耐黄变毛粉的制备方法，与实施例1的不同之处在于，将纳米二氧化钛等量替换成纳米二氧化硅。
54.性能检测试验针对本技术实施例1-17和对比例1-3制备的耐黄变毛粉，进行如下的性能检测：耐黄变测试：在高温高湿度的热空气箱中采用420nm的紫外线进行老化，在250h后从烘箱中取出对应的测试样品，让其冷却到室温并封装到铝内衬袋子中以备测试，测试实施例1-17和对比例1-3得到样品的黄色指数。
55.色牢度测试：根据《gb/t3921-2008纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》的要求对实施例1-17和对比例1-3中制得的耐黄变毛粉分别采用sw8a型耐洗色牢度实验机测试耐洗色牢度。
56.拉伸强度测试：根据《astm/d638-91》塑料拉伸性能的标准试验方法对实施例1-17和对比例1-3中制得的耐黄变毛粉测试拉伸强度性能测试。
57.表2 黄色指数耐洗色牢度等级拉伸强度(mpa)实施例14.4368实施例24.3366实施例34.2370实施例44.3372实施例54.1371实施例63.53-473实施例73.63-471实施例83.33-472实施例92.74-572实施例102.84-574实施例112.54-573实施例122.0571实施例132.2573实施例141.9574实施例151.7589实施例161.8591实施例171.5593对比例110.9157
对比例26.4249对比例37.7256根据实施例1-5和对比例1-3的数据对比可得，本技术通过壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌对聚己二酰己二胺进行改性，使硫酸锌可以充分填充在聚己二酰己二胺内，壳聚糖和聚乙二醇可以有效将硫酸锌与聚己二酰己二胺紧密粘结，抑制聚己二酰己二胺自身产生降解导致变黄，得到耐黄变性能较好的改性聚己二酰己二胺，从而提高通过切毛后制得的毛粉的耐黄变性能。
58.根据实施例5-8的数据对比可得，当壳聚糖、聚乙二醇、过硫酸铵和硫酸锌在特定的重量配比时，可以提高改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能，同时使改性聚己二酰己二胺在染色的过程中将染料吸附并紧密固着在改性聚己二酰己二胺，使染色后的改性聚己二酰己二胺不易褪色，提高改性聚己二酰己二胺的色牢强度。
59.根据实施例8-11的数据对比可得，当改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯在特定的重量配比时，改性聚己二酰己二胺、碳纤维、纳米二氧化钛和聚苯乙烯四者共同复配可以大大提高毛粉的耐黄变性能。
60.根据实施例11-14的数据对比可得，本技术通过对碳纤维进行改性，有效提高改性聚己二酰己二胺的耐黄变性能，同时使改性碳纤维具有更优吸附性能，牢固的将染料吸附，进而提高毛粉的耐洗色牢度。
61.根据实施例14-17的数据对比可得，当n,n-二甲基甲酰胺、丙烯酸和二月桂酸二丁基锡在特定的重量配比时，可以制得物理强度更高的改性碳纤维，从而提高制备的毛粉的拉伸强度性能。
62.具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。