專利名稱：一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維及其生產(chǎn)方法
一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維及其生產(chǎn)方法本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維及其生產(chǎn)方法。目前，人們總是想換個發(fā)型卻又擔(dān)心頭發(fā)被剪壞，長期的吹整染燙會損壞發(fā)質(zhì)，為了可以隨時擁有時尚的造型，假發(fā)正越來越受歡迎。專利20091023M58. 4，假發(fā)用低溫阻燃聚丙烯纖維公開了一種添加溴系阻燃劑、 銻類阻燃劑和納米材料的聚丙烯，但是諸多的研究證明，溴系阻燃劑對人體健康產(chǎn)生不良影響，已經(jīng)在歐盟和美國遭到禁用。溴系化合物具有生物累積性，對人體神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)具有破壞性。假發(fā)作為直接與人體頭皮及皮膚接觸的物品，其中具有的溴系阻燃劑將對使用者產(chǎn)生更直接的影響。本發(fā)明的目的是針對溴系阻燃劑對人體的有毒影響，設(shè)計一種無毒的聚丙烯作為假發(fā)，并且降低生產(chǎn)成本。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，包括聚丙烯、脫水劑、成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和聚丙烯降溫母粒，其特征在于按照質(zhì)量百分比配比如下聚丙烯100份脫水劑5 20份成炭劑5 20份發(fā)泡劑5 20份偶聯(lián)劑1 5份熱穩(wěn)定劑1.5 2. 5份聚丙烯降溫母粒 1.0 2.0份所述聚丙烯采用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯為主體的聚丙烯，或以聚丙烯-聚乙烯為主體、含有少量共聚成分的共聚烯烴。所述聚丙烯共聚的成分可以是單烯烴或二烯烴或環(huán)烯烴或苯基烯烴或亞烷基代苯基烯烴。所述脫水劑選用聚磷酸銨、焦磷酸二銨鹽、次磷酸銨、尿素磷酸銨、偏磷酸銨的至少一種或者更多種的組合。所述成炭劑選用多元醇。所述發(fā)泡劑選用三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸酯或三聚氰胺磷酸鹽或三聚氰胺硼酸鹽。所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
所述熱穩(wěn)定劑采用有機(jī)金屬類熱穩(wěn)定劑。一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟a、將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、聚丙烯降溫母粒按比例加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到110°C 130°C ；b、依次加入脫水劑、成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑，立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到 500r/min 1200r/min，攪拌 5min 15min，使物料溫度達(dá)到 130°C 160°C ；C、加入色母粒，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌Imin 5min，出料；d、出料后，由雙螺桿擠出機(jī)在230 260°C下擠出、切粒，干燥到含水量IOOppm以下，進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為240 260°C，噴絲板孔徑0. 5 2mm ；e、擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻按照400 900m/min的速度卷繞，再在40 85°C 和130 150°C下進(jìn)行牽伸，制得單絲。生產(chǎn)出的聚丙烯纖維極限氧指數(shù)達(dá)到28 30。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于具無毒、抑煙，環(huán)境友好等特點，并且制得的假發(fā)具有良好的光澤、懸垂性，柔軟、爽滑的手感。100重量份的聚丙烯、5 20重量份的脫水劑、5 20重量份的成炭劑、5 20重量份的發(fā)泡劑、1 5重量份的偶聯(lián)劑、1. 5 2. 5重量份的熱穩(wěn)定劑，1 2份的聚丙烯降溫母粒。所述聚丙烯是指含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一種或更多種。聚丙烯為含有均聚聚丙烯或共聚聚丙烯為主體的聚丙烯，可以舉出等規(guī)共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、均聚聚丙烯等聚丙烯或以聚丙烯——聚乙烯為主體、含有少量共聚成分的共聚烯烴。共聚的成分可以是單烯烴、二烯烴、環(huán)烯烴、苯基烯烴或亞烷基代苯基烯烴。共聚可以發(fā)生在主鏈或側(cè)鏈，沒有特殊限制。優(yōu)選的聚丙烯是含均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一種或更多種組成的聚丙烯，其熔融指數(shù)優(yōu)選為10 30g/min，再優(yōu)選是9 17g/min。本發(fā)明使用的磷系脫水劑選聚磷酸銨、焦磷酸二銨鹽、次磷酸銨、尿素磷酸銨、偏磷酸銨等磷酸鹽類脫水劑的至少一種或者更多種的組合。也可以是這種磷系脫水劑組合的聚烯烴高濃度母粒。上述成分磷系脫水劑相對聚丙烯成分100重量份，是5 20重量份。其中優(yōu)選的是10 20份，再優(yōu)選是15 20重量份。當(dāng)用量低于5重量份時，脫水作用較差，從而無法有效形成碳層，并且形成致密聚偏磷酸玻璃體的能力也較差。大于20重量份時，破壞纖維機(jī)械性能。上述成分有機(jī)多元醇類成炭劑相對聚丙烯成分100重量份，是5 20重量份。其中優(yōu)選的是10 20份，再優(yōu)選是15 18重量份。當(dāng)用量低于5重量份時，由于成炭原料少，從而無法有效形成碳層。大于20重量份時，破壞纖維機(jī)械性能。上述成分三聚氰胺酯類發(fā)泡劑相對聚丙烯成分100重量份，是5 20重量份。其中優(yōu)選的是10 15份，再優(yōu)選是12 15重量份。當(dāng)用量低于5重量份時，產(chǎn)氣效果差， 無法有效地使碳層膨脹。大于20重量份時，破壞纖維機(jī)械性能。上述成分偶聯(lián)劑相對聚丙烯成分100重量份，是1 5重量份。其中優(yōu)選的是1 3份，再優(yōu)選是1. 5 2. 5重量份。當(dāng)用量低于1重量份時，界面改性差，無法使磷系脫水劑、有機(jī)多元醇類成炭劑、三聚氰胺酯類發(fā)泡劑與聚丙烯較好的融合，從而造成纖維機(jī)械性能大幅下降。大于5重量份時，由于助劑量過多，而聚丙烯過少，也會破壞纖維機(jī)械性能。上述成分熱穩(wěn)定劑，使用時沒有特殊要求，相對聚丙烯成分100重量份，是1. 5 2. 5重量份。其中優(yōu)選的是1. 5 2. 0份。上述成分降溫母粒，使用時沒有特殊要求，相對聚丙烯成分100重量份，是1 2 重量份。其中優(yōu)選的是1. 5 2份。視情況，還將使用著色母粒，顏色和用量沒有特殊要求。相對聚丙烯成分100重量份是1 10重量份，優(yōu)選是1 6重量份?；旌瞎に囀紫?，將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、聚丙烯降溫母粒按比例加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，優(yōu)選的是400r/min 480r/min，攪拌 5min 15min，優(yōu)選anin IOmin使物料溫度達(dá)到110°C 130°C，再依次加入脫水劑、 成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑，立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到500r/min 1200r/min，優(yōu)選的是800r/min 900r/min，但5min 15min，優(yōu)選5min 8min，使物料溫度達(dá)到130°C 160°C。再加入色母粒，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌Imin 5min，優(yōu)選Imin aiiin。即可出料。出料后，不經(jīng)過冷卻，直接通過輸送系統(tǒng)進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)。實施實例1 100份纖維級聚丙烯S2025(賽科石化)、1.5份脂肪酸鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑(日本三菱化學(xué)株式會社)和2份降溫母粒(中石化燕山石化公司)加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到110°C 130°C，再依次加入15份聚磷酸銨(上海美萊珀化工材料科技有限公司)、15份季戊四醇(上海美萊珀化工材料科技有限公司)、12份三聚氰胺(上海美萊珀化工材料科技有限公司)、1. 5份硅烷偶聯(lián)劑(南京曙光化工集團(tuán)有限公司)立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到500r/min 1200r/min,攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到130°C 160°C。再加入4份碳黑母粒(碳黑含量30%，科萊恩公司)，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌Imin 5min。出料后直接通過輸送系統(tǒng)進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)在230 260°C下擠出、切粒。切片干燥到含水量 IOOppm以下后，進(jìn)行熔融紡絲。紡絲溫度為240 260°C，噴絲板孔徑0. 5 2mm。擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻按照400 900m/min的速度卷繞得到初生纖維。再在40 85°C和 130 150°C下進(jìn)行2倍牽伸，制得單絲的纖度在60dtex左右的新型阻燃假發(fā)用聚丙烯纖維。實施實例2 100份纖維級聚丙烯S2025(賽科石化)、1. 8份月桂酸丁基錫(日本三菱化學(xué)株式會社)和2份降溫母粒(中石化燕山石化公司)加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到110°C 130°C，再依次加入20份聚磷酸銨(上海美萊珀化工材料科技有限公司)、15份雙季戊四醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、12份三聚氰胺(上海美萊珀化工材料科技有限公司)和2. 0份鈦酸酯偶聯(lián)劑(南京曙光化工集團(tuán)有限公司)立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到500r/min 1200r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到130°C 160°C ；加入4份碳黑母粒(碳黑含量30%，科萊恩公司)，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌Imin 5min，出料后加入雙螺桿擠出機(jī)在220 M0°C下擠出、切粒。切片干燥到含水量IOOppm以下后，進(jìn)行熔融紡絲。紡絲溫度為230 260°C，噴絲板孔徑0. 5 2. 5mm。擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻按照500 600m/ min的速度卷繞得到初生纖維。再在40 85°C和130 150°C下進(jìn)行3倍牽伸，制得單絲的纖度在60dtex左右的新型阻燃假發(fā)用聚丙烯纖維。實施實例3 60份纖維級聚丙烯S2025 (賽科石化)和1. 5份月桂酸丁基錫(日本三菱化學(xué)株式會社)加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到110°C 130°C，再依次加入18份聚磷酸銨(上海美萊珀化工材料科技有限公司)、18份雙季戊四醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、15份三聚氰胺(上海美萊珀化工材料科技有限公司)和2.0份鈦酸酯偶聯(lián)劑(南京曙光化工集團(tuán)有限公司)，立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到500r/min 1200r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到 130°C 160°C，出料后加入雙螺桿擠出機(jī)在220 240°C下擠出、切粒。切片干燥到含水量 IOOppm以下，制成聚丙烯阻燃母粒。100份纖維級聚丙烯S2025(賽科石化)和20份聚丙烯阻燃母粒，5份降溫母粒 (中石化燕山石化公司)、4份碳黑母粒(碳黑含量30%，科萊恩公司)加入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融紡絲。紡絲溫度為230 270°C，噴絲板孔徑1 3mm。擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻按照500 600m/min的速度卷繞得到初生纖維。再在50 95°C和130 160°C下進(jìn)行 3倍牽伸，制得單絲的纖度在60dtex左右的新型阻燃假發(fā)用聚丙烯纖維。本發(fā)明的聚丙烯纖維的截面是2個或多個圓相交的組合形狀、2個或多個橢圓相交的組合形狀、2個或多個三角形相交的組合形狀、單個圓形、單個橢圓形、環(huán)形、三角形、類似字母C形、類似字母H形、類似字母E形、類似字母Y形或者不規(guī)則形狀。優(yōu)選2個圓相交的組合形狀、2個橢圓相交的組合形狀。本發(fā)明的聚丙烯纖維的纖度是30 80dtex，再優(yōu)選是45 75dtex。本發(fā)明的聚丙烯纖維燃性能良好，UL-94垂直燃燒測試方法下達(dá)到V-0、V_l、V~2 級別；極限氧指數(shù)可以達(dá)到28 30。
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，包括聚丙烯、脫水劑、成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑和聚丙烯降溫母粒，其特征在于按照質(zhì)量百分比配比如下聚丙烯降溫母粒 1. 0 2. 0份
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述聚丙烯采用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯為主體的聚丙烯，或以聚丙烯-聚乙烯為主體、含有少量共聚成分的共聚烯烴。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述聚丙烯共聚的成分可以是單烯烴或二烯烴或環(huán)烯烴或苯基烯烴或亞烷基代苯基烯烴。
4.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述脫水劑選用聚磷酸銨、焦磷酸二銨鹽、次磷酸銨、尿素磷酸銨、偏磷酸銨的至少一種或者更多種的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述成炭劑選用多元醇。
6.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述發(fā)泡劑選用三聚氰胺或三聚氰胺聚磷酸酯或三聚氰胺磷酸鹽或三聚氰胺硼酸鹽。
7.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
8.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑采用有機(jī)金屬類熱穩(wěn)定劑。
9.一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟a、將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、聚丙烯降溫母粒按比例加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，開機(jī)設(shè)定混合轉(zhuǎn)速在300r/min 500r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到110°C 130°C ；b、依次加入脫水劑、成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑，立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高到500r/ min 1200r/min，攪拌5min 15min，使物料溫度達(dá)到130°C 160°C ；c、加入色母粒，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌Imin 5min，出料；d、出料后，由雙螺桿擠出機(jī)在230 260°C下擠出、切粒，干燥到含水量IOOppm以下，進(jìn)行熔融紡絲，紡絲溫度為240 260°C，噴絲板孔徑0. 5 2mm ；e、擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻按照400 900m/min的速度卷繞，再在40 85°C和 130 150°C下進(jìn)行牽伸，制得單絲。
10.如權(quán)利要求1或9所述的一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維及其生產(chǎn)方法， 其特征在于生產(chǎn)出的聚丙烯纖維極限氧指數(shù)達(dá)到28 30。聚丙烯脫水劑成炭劑發(fā)泡劑偶聯(lián)劑熱穩(wěn)定劑
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種復(fù)合氮磷阻燃劑的假發(fā)用聚丙烯纖維及其生產(chǎn)方法，其特征在于按照質(zhì)量百分比配比如下聚丙烯100份、脫水劑5～20份、成炭劑5～20份、發(fā)泡劑5～20份、偶聯(lián)劑1～5份、熱穩(wěn)定劑1.5～2.5份、聚丙烯降溫母粒1.0～2.0份；將聚丙烯、熱穩(wěn)定劑、聚丙烯降溫母粒按比例加入高速剪切混合機(jī)內(nèi)，依次加入脫水劑、成炭劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑，立即將繼續(xù)攪拌混合轉(zhuǎn)速提高，加入色母粒，保持轉(zhuǎn)速不變，繼續(xù)攪拌后出料，出料后，由雙螺桿擠出機(jī)擠出，干燥后進(jìn)行熔融紡絲，擠出的初生纖維用側(cè)風(fēng)冷卻卷繞，再進(jìn)行牽伸，制得單絲；本發(fā)明具有無毒、抑煙，環(huán)境友好等特點。
文檔編號D01F6/46GK102199804SQ20111008299
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者劉術(shù)佳, 吳學(xué)丙, 李全民, 王依民, 郭林鋒, 郭楠 申請人:上海瑞貝卡纖維材料科技有限公司