[发明专利]一种具有阻燃功能的高分子纤维面料及其生产工艺

说明书

本发明涉及聚合物技术领域，具体为一种具有阻燃功能的高分子纤维面料及其生产工艺；本发明制备的高分子纤维面料，由改性阻燃碳纳米管与己二胺、对苯二甲酸反应共聚制备得到阻燃聚酰胺，并经纺丝织造后得到；在制备过程中，本申请将三聚氯氰接枝到了碳纳米管中，并严格限制反应温度，利用三聚氯氰中不同氯原子的反应活性不同，又接枝了二胺化合物，并利用空余氨基与二酸反应，生成酰胺，从而增强了纳米管的相容性与结合性，本发明制备的具有阻燃功能的高分子纤维面料阻燃性能好，机械性能强，耐拉伸，在相关市场具有充足的市场前景。

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，具体为一种具有阻燃功能的高分子纤维面料及其生产工艺。

背景技术

随着化工行业的发展，织物服装的种类已经逐渐的从仅有棉麻服装制品，发展出了以聚酰胺、聚氨酯等高分子纤维制成的服装制品，相较于传统的棉麻服饰，高分子纤维材料制备的服装具有更高的机械性能与加工型，同时可以对其改性处理，以使其穿戴舒适感增强。但是高分子材料不耐燃烧，且在燃烧后会发生滴落现象，造成更大的损害，因此目前亟需一种具有阻燃能力的高分子纤维面料，以满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有阻燃功能的高分子纤维面料及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有阻燃功能的高分子纤维面料，其特征在于：所述具有阻燃功能的高分子纤维面料由改性阻燃碳纳米管与己二胺、对苯二甲酸反应共聚制备得到阻燃聚酰胺，并经纺丝织造后得到。

进一步的，燃碳纳米管由碳纳米管表面接枝三聚氯氰并与己二胺反应制得。

一种具有阻燃功能的高分子纤维面料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制备改性阻燃碳纳米管；

S11.将碳纳米管分散至硝酸溶液中，水浴升温至65-70℃，超声分散4-5h后，抽滤，使用无水乙醇洗涤碳纳米管至中性；

S12.将三聚氯氰溶于甲苯溶液中，配置为三聚氯氰溶液，冰水浴处理，氮气氛围保护，加入经步骤S11处理后的碳纳米管，超声处理8-12h，真空干燥后，再次将其置于三聚氯氰溶液内，超声分散18-24h，真空干燥；

本发明以碳纤维作为载体，首先以浓硝酸对碳纳米管进行处理，利用其强腐蚀性能，增加碳纳米管的表面积，同时在纳米管表面接枝丰富的羟基；

在此基础上，本申请进一步使用三聚氯氰对碳纳米管进行处理，三聚氯氰中含有三嗪类苯环结构，含有丰富的氮元素，具有极强的阻燃性能，同时含有较多的碳元素，燃烧时会形成炭层，从而阻止燃烧的进行；三聚氯氰中的氯原子具有不同的反应活性，在在低温环境中，三聚氯氰中的活泼性最高的氯原子会与碳纳米管中的羟基反应，从而接枝在碳纳米管。

S13.将二胺化合物溶于甲苯溶液内，配置为二胺化合物溶液，氮气氛围保护，升温至35-45℃，加入经步骤S12处理的碳纳米管，超声处理3-4h，真空干燥，得到改性阻燃碳纳米管；

在30-40℃环境中，三聚氯氰中的其余氯原子会具有较高的反应活性，可以与胺基反应，同时本发明还进一步限定了二胺化合物的浓度，使得溶液中的二胺会远多于三聚氯氰的量，从而使得二胺化合物仍有闲置胺基可以与对苯二甲酸反应，从而生成酰胺类物质，增加碳纳米管的相容性以及结合性。

S2.将改性阻燃碳纳米管与对苯二甲酸混合，升温至80-100℃，超声分散8-12h后，冷却至55-60℃，加入己二胺，混合均匀后加入催化剂，搅拌混合反应3-5h后，滴加氢氧化钠溶液调节溶液pH至中性，冰水浴处理1-2h后，抽滤，真空干燥，得到高分子预聚物；

S3.氮气氛围保护，对高分子预聚物进行加热，升温至180-220℃，反应1.5-2h后，抽真空，降温至60-80℃，反应10-12h后，停止加热，冷却切粒，得到阻燃聚酰胺母粒；