一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝 |
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| 申请号 | CN201710346741.9 | 申请日 | 2017-05-17 | 公开(公告)号 | CN107190355A | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 安徽新生纺织有限公司; | 发明人 | 杨建挺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种实验室面料用耐热耐酸 碱 纺丝，其原料包括改性聚乳酸 纤维 、亚麻纤维、洋麻纤维、 玄武岩 纤维、红麻纤维、 棉 纤维、玉米纤维、单壁 碳 纳米管 、壳聚糖、氢 氧 化 铝 、羟基 磷灰石 、聚酯纤维、磷苯二 甲酸 二辛酯、聚 己二酸 对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、玉米 淀粉 、3‑羟基丁酸酯、丙二醇、聚乙二醇、苯基次 磷酸 铝、 硅 烷 偶联剂 KH‑560和耐酸碱改性助剂。本发明的实验室面料用纺丝具有优异的耐热和耐酸碱性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维30-50份、亚麻纤维5-15份、洋麻纤维2-6份、玄武岩纤维4-9份、红麻纤维2-6份、棉纤维 |
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| 说明书全文 | 一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝技术领域[0001] 本发明涉及纺丝的技术领域，尤其涉及一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝。 背景技术[0002] 目前商业化生产的聚乳酸纤维是以玉米淀粉发酵而成的乳酸为原料，经脱水聚合反应制成聚乳酸，再通过纺丝加工制成。聚乳酸纤维兼有天然纤维和合成纤维的特点，所制成的成衣穿着舒适，并具有抗皱、抗紫外线辐射等性能。其制品废弃后，在土壤或水中微生物的作用下分解成二氧化碳和水，随后在太阳光光合作用下，又会成为淀粉的起始原料。由于这是一个循环过程，可减少对环境的影响，减少纤维工业对石油资源的依赖，故PLA纤维又被称为21世纪的环保型可循环材料。但是单一的聚乳酸纤维的耐热和耐酸碱性能无法满足实际使用时的需求，故此亟需设计一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝来解决现有技术中的问题。 发明内容[0003] 为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，具有优异的耐热和耐酸碱性能。 [0004] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维30-50份、亚麻纤维5-15份、洋麻纤维2-6份、玄武岩纤维4-9份、红麻纤维2-6份、棉纤维1-5份、玉米纤维3-8份、单壁碳纳米管1-4份、壳聚糖3-6份、氢氧化铝2-5份、羟基磷灰石3-6份、聚酯纤维3-5份、磷苯二甲酸二辛酯2-5份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯2-6份、聚丁二酸丁二醇酯1-4份、玉米淀粉3-9份、3-羟基丁酸酯2-6份、丙二醇5-15份、聚乙二醇4-9份、苯基次磷酸铝2-5份、硅烷偶联剂KH-560 4-8份、耐酸碱改性助剂4-9份。 [0005] 优选地，改性聚乳酸纤维的原料按重量份包括：聚磷酸铵5-15份、乙醇6-12份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷4-8份、冰醋酸2-6份、聚乳酸纤维10-20份、云母3-6份、甘油1-5份、锌苯磷酸2-8份。 [0006] 优选地，改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：将聚磷酸铵和乙醇混合均匀，然后升温保温，接着加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均匀，搅拌，调节pH，然后升温，保温，洗涤后真空中干燥至恒重，冷却至室温，然后加入聚乳酸纤维、云母、甘油和锌苯磷酸混合均匀，搅拌，升温，保温，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0007] 优选地，改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：将聚磷酸铵和乙醇混合均匀，然后升温至60-80℃，保温20-40min，接着加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均匀，于650-850r/min转速搅拌10-30min，调节pH至3.5-5.0，然后升温至65-75℃，保温0.5-1.5h，洗涤后真空中于65-75℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加入聚乳酸纤维、云母、甘油和锌苯磷酸混合均匀，于80-120r/min转速搅拌10-20min，升温至150-160℃，保温10- 20min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0008] 优选地，耐酸碱改性助剂的原料按重量份包括：铝粉2-8份、锌粉3-6份、纳米碳化硅2-6份、乙醇4-6份、正硅酸乙酯2-4份、乙烯基三乙氧基硅烷1-3份、氨水3-6份、醇酸丁酸纤维素溶液2-5份。 [0009] 优选地，耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：将铝粉、锌粉、纳米碳化硅和乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌，然后升温，保温，接着加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均匀，搅拌，真空过滤，洗涤，然后加入醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0010] 优选地，耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：将铝粉、锌粉、纳米碳化硅和乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌1-3h，然后升温至30-70℃，保温10-20min，接着加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均匀，于450-650r/min转速搅拌5-7h，真空过滤，洗涤，然后加入醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌20-40min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0011] 优选地，耐酸碱改性助剂的制备工艺中，醇酸丁酸纤维素溶液的质量分数为15-35％。 [0012] 本发明的制备方法，包括：将改性聚乳酸纤维、亚麻纤维、洋麻纤维、玄武岩纤维、红麻纤维、棉纤维、玉米纤维、单壁碳纳米管、壳聚糖、氢氧化铝、羟基磷灰石、聚酯纤维、磷苯二甲酸二辛酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、玉米淀粉、3-羟基丁酸酯、丙二醇、聚乙二醇、苯基次磷酸铝、硅烷偶联剂KH-560和耐酸碱改性助剂混合均匀，然后于500-800r/min转速搅拌20-40min，然后放入熔体纺丝机中，于140-160℃，喷丝孔挤出，冷却固化后得到实验室面料用耐热耐酸碱纺丝。 [0013] 本发明的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料包括改性聚乳酸纤维、亚麻纤维、洋麻纤维、玄武岩纤维、红麻纤维、棉纤维、玉米纤维、单壁碳纳米管、壳聚糖、氢氧化铝、羟基磷灰石、聚酯纤维、磷苯二甲酸二辛酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、玉米淀粉、3-羟基丁酸酯、丙二醇、聚乙二醇、苯基次磷酸铝、硅烷偶联剂KH-560和耐酸碱改性助剂。单壁碳纳米管、壳聚糖、氢氧化铝、羟基磷灰石和玉米淀粉作为填料，有效提高了本发明的耐酸碱性能、韧性和阻燃性。苯基次磷酸铝的含磷量高，具有磷系阻燃功能，苯基次磷酸铝在聚合物中分散性好，热稳定性能优异。其中，改性聚乳酸纤维通过将聚磷酸铵和乙醇混合均匀，然后升温保温，接着加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和冰醋酸混合均匀，搅拌，调节pH，然后升温，保温，洗涤后真空中干燥至恒重，冷却至室温，然后加入聚乳酸纤维、云母、甘油和锌苯磷酸混合均匀，搅拌，升温，保温，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维，聚磷酸铵为膨胀性阻燃剂，并作为酸源，通过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，有效增多了氨基和羟基，并与聚乳酸纤维、云母、甘油和锌苯磷酸混合后，使得云母和锌苯磷酸接枝到聚乳酸纤维上，实现了对聚乳酸纤维的接枝改性，得到的改性聚乳酸纤维具有优异的耐热和耐酸碱性能。其中，耐酸碱改性助剂通过将铝粉、锌粉、纳米碳化硅和乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌，然后升温，保温，接着加入正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水混合均匀，搅拌，真空过滤，洗涤，然后加入醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂，以铝粉、锌粉和纳米碳化硅作为改性填料，以醇酸丁酸纤维素溶液作为接枝基料，并通过正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷进行接枝改性，得到的耐酸碱改性助剂运用到本发明的实验室面料用耐热耐酸碱纺丝中，有效提高了不仅具有优异的力学性能，还具有优异的耐热耐酸性性能。本发明的实验室面料用纺丝具有优异的耐热和耐酸碱性能。 具体实施方式[0015] 具体实施方式中，改性聚乳酸纤维的重量份可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份；亚麻纤维的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；洋麻纤维的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；玄武岩纤维的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份；红麻纤维的重量份可以为2份、3份、4份、 5份、6份；棉纤维的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；玉米纤维的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；单壁碳纳米管的重量份可以为1份、 1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；壳聚糖的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氢氧化铝的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；羟基磷灰石的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；聚酯纤维的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；磷苯二甲酸二辛酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份； 聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；聚丁二酸丁二醇酯的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；玉米淀粉的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；3-羟基丁酸酯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；丙二醇的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；聚乙二醇的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、9份；苯基次磷酸铝的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硅烷偶联剂KH-560的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、 6.5份、7份、7.5份、8份；耐酸碱改性助剂的重量份可以为4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份。 [0016] 实施例1 [0017] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维40份、亚麻纤维10份、洋麻纤维4份、玄武岩纤维6.5份、红麻纤维4份、棉纤维3份、玉米纤维5.5份、单壁碳纳米管2.5份、壳聚糖4.5份、氢氧化铝3.5份、羟基磷灰石4.5份、聚酯纤维4份、磷苯二甲酸二辛酯3.5份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯4份、聚丁二酸丁二醇酯2.5份、玉米淀粉6份、3-羟基丁酸酯4份、丙二醇10份、聚乙二醇6.5份、苯基次磷酸铝3.5份、硅烷偶联剂KH-560 6份、耐酸碱改性助剂6.5份。 [0018] 改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：按重量份将10份聚磷酸铵和9份乙醇混合均匀，然后升温至70℃，保温30min，接着加入6份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和4份冰醋酸混合均匀，于750r/min转速搅拌20min，调节pH至4.3，然后升温至70℃，保温1h，洗涤后真空中于70℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加15份入聚乳酸纤维、4.5份云母、3份甘油和5份锌苯磷酸混合均匀，于100r/min转速搅拌15min，升温至155℃，保温15min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0019] 耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将5份铝粉、4.5份锌粉、4份纳米碳化硅和5份乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌2h，然后升温至50℃，保温15min，接着加入3份正硅酸乙酯、2份乙烯基三乙氧基硅烷和4.5份氨水混合均匀，于550r/min转速搅拌6h，真空过滤，洗涤，然后加入3.5份质量分数为25％的醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌30min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0020] 实施例2 [0021] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维30份、亚麻纤维15份、洋麻纤维2份、玄武岩纤维9份、红麻纤维2份、棉纤维5份、玉米纤维3份、单壁碳纳米管4份、壳聚糖3份、氢氧化铝5份、羟基磷灰石3份、聚酯纤维5份、磷苯二甲酸二辛酯2份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯6份、聚丁二酸丁二醇酯1份、玉米淀粉9份、3-羟基丁酸酯2份、丙二醇15份、聚乙二醇4份、苯基次磷酸铝5份、硅烷偶联剂KH-560 4份、耐酸碱改性助剂9份。 [0022] 改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：按重量份将5份聚磷酸铵和12份乙醇混合均匀，然后升温至60℃，保温40min，接着加入4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和6份冰醋酸混合均匀，于650r/min转速搅拌30min，调节pH至3.5，然后升温至75℃，保温0.5h，洗涤后真空中于75℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加10份入聚乳酸纤维、6份云母、1份甘油和8份锌苯磷酸混合均匀，于80r/min转速搅拌20min，升温至150℃，保温20min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0023] 耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将2份铝粉、6份锌粉、2份纳米碳化硅和6份乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌1h，然后升温至70℃，保温10min，接着加入4份正硅酸乙酯、1份乙烯基三乙氧基硅烷和6份氨水混合均匀，于450r/min转速搅拌7h，真空过滤，洗涤，然后加入2份质量分数为35％的醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌20min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0024] 实施例3 [0025] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维50份、亚麻纤维5份、洋麻纤维6份、玄武岩纤维4份、红麻纤维6份、棉纤维1份、玉米纤维8份、单壁碳纳米管1份、壳聚糖6份、氢氧化铝2份、羟基磷灰石6份、聚酯纤维3份、磷苯二甲酸二辛酯5份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯2份、聚丁二酸丁二醇酯4份、玉米淀粉3份、3-羟基丁酸酯6份、丙二醇5份、聚乙二醇9份、苯基次磷酸铝2份、硅烷偶联剂KH-5608份、耐酸碱改性助剂4份。 [0026] 改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：按重量份将15份聚磷酸铵和6份乙醇混合均匀，然后升温至80℃，保温20min，接着加入8份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和2份冰醋酸混合均匀，于850r/min转速搅拌10min，调节pH至5.0，然后升温至65℃，保温1.5h，洗涤后真空中于65℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加20份入聚乳酸纤维、3份云母、5份甘油和2份锌苯磷酸混合均匀，于120r/min转速搅拌10min，升温至160℃，保温10min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0027] 耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将8份铝粉、3份锌粉、6份纳米碳化硅和4份乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌3h，然后升温至30℃，保温20min，接着加入2份正硅酸乙酯、3份乙烯基三乙氧基硅烷和3份氨水混合均匀，于650r/min转速搅拌5h，真空过滤，洗涤，然后加入5份质量分数为15％的醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌40min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0028] 实施例4 [0029] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维35份、亚麻纤维12份、洋麻纤维3份、玄武岩纤维8份、红麻纤维3份、棉纤维4份、玉米纤维4份、单壁碳纳米管3份、壳聚糖4份、氢氧化铝4份、羟基磷灰石4份、聚酯纤维4.5份、磷苯二甲酸二辛酯3份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯5份、聚丁二酸丁二醇酯2份、玉米淀粉8份、3-羟基丁酸酯3份、丙二醇12份、聚乙二醇5份、苯基次磷酸铝4份、硅烷偶联剂KH-560 5份、耐酸碱改性助剂8份。 [0030] 改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：按重量份将8份聚磷酸铵和11份乙醇混合均匀，然后升温至65℃，保温35min，接着加入5份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和5份冰醋酸混合均匀，于680r/min转速搅拌25min，调节pH至3.6，然后升温至72℃，保温0.8h，洗涤后真空中于72℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加12份入聚乳酸纤维、5份云母、2份甘油和7份锌苯磷酸混合均匀，于85r/min转速搅拌18min，升温至152℃，保温18min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0031] 耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将3份铝粉、5份锌粉、3份纳米碳化硅和5.5份乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌1.5h，然后升温至60℃，保温12min，接着加入3.5份正硅酸乙酯、1.5份乙烯基三乙氧基硅烷和5份氨水混合均匀，于480r/min转速搅拌6.5h，真空过滤，洗涤，然后加入3份质量分数为32％的醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌 25min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0032] 实施例5 [0033] 本发明提出的一种实验室面料用耐热耐酸碱纺丝，其原料按重量份包括：改性聚乳酸纤维45份、亚麻纤维8份、洋麻纤维5份、玄武岩纤维5份、红麻纤维5份、棉纤维2份、玉米纤维7份、单壁碳纳米管2份、壳聚糖5份、氢氧化铝3份、羟基磷灰石5份、聚酯纤维3.5份、磷苯二甲酸二辛酯4份、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯3份、聚丁二酸丁二醇酯3份、玉米淀粉4份、3-羟基丁酸酯5份、丙二醇8份、聚乙二醇8份、苯基次磷酸铝3份、硅烷偶联剂KH-560 7份、耐酸碱改性助剂5份。 [0034] 改性聚乳酸纤维按如下工艺进行制备：按重量份将12份聚磷酸铵和7份乙醇混合均匀，然后升温至75℃，保温25min，接着加入7份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3份冰醋酸混合均匀，于820r/min转速搅拌15min，调节pH至4.9，然后升温至68℃，保温1.2h，洗涤后真空中于68℃干燥至恒重，冷却至室温，然后加18份入聚乳酸纤维、4份云母、4份甘油和3份锌苯磷酸混合均匀，于115r/min转速搅拌12min，升温至158℃，保温12min，冷却至室温得到改性聚乳酸纤维。 [0035] 耐酸碱改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将7份铝粉、4份锌粉、5份纳米碳化硅和4.5份乙醇混合均匀，在氮气保护下搅拌2.5h，然后升温至40℃，保温18min，接着加入2.5份正硅酸乙酯、2.5份乙烯基三乙氧基硅烷和4份氨水混合均匀，于620r/min转速搅拌5.5h，真空过滤，洗涤，然后加入4份质量分数为18％的醇酸丁酸纤维素溶液混合后，搅拌 35min，冷却至室温得到耐酸碱改性助剂。 [0036] 将实施例1-实施例5中的实验室面料用耐热耐酸碱纺丝的原料进行混纺编制成面料，并对面料进行性能检测，得到的数据如表1所示。 [0037] 表1： [0038] [0039] [0040] 通过对表1中数据的分析，得到本发明的实验室面料用耐热耐酸碱纺丝具有优异的耐热和耐酸性性能，且力学性能好。 [0041] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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