燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用技术

一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用，其中方法包括：将93

【技术实现步骤摘要】
燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及热防护织物材料领域，具体涉及一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚苯硫醚(PPS)是70年代初开发的一种耐高温材料，具有良好的阻燃性、耐热性、耐化学腐蚀性和力学性能，在军工、热防护、化学防护等苛刻工况环境领域具有广阔的应用前景。但是，在高温灼烧条件下，PPS材料吸热熔融收缩，热释放速率、总热释放量、烟尘释放量高，热量的纵向传递，易造成二次灼烧上海和烟雾呛伤，难以在热防护领域应用。因此，亟需开发一种具有高隔热的阻燃材料，以阻隔燃烧热量的纵向传递，从而提高热防护效果。
[0003]目前，专利CN201910814029.6，在防护服夹层中添加气凝胶用于提高防护服的隔热性能，取得一定得效果。但是，气凝胶厚度较大，致使防护服的体积增加，降低了活动的便利性。而PPS阻燃防护材料的研究专利CN202210046419.5和CN202210058589.5，主要制备了低热释放和烟释放性的PPS纳米复合材料，并没有解决PPS复合材料热量纵向传导的难题。
[0004]因此，基于聚苯硫醚进一步开发新型PPS复合材料，以达到防护材料隔热性与轻便性，具有显著的意义。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供了一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用，以解决现有技术的防护服材料存在体积大，以及热量纵向传导差的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，由以下质量分数的组分制备而成：聚苯硫醚树脂93
‑
97wt％，石墨烯负载铁族氧化物0.5
‑
2.0wt％，高温膨胀阻燃剂2.5
‑
5.0wt％。
[0007]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述聚苯硫醚树脂为纺丝级聚苯硫醚树脂，其相对分子质量为3
‑
5万。
[0008]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述石墨烯负载铁族氧化物采用氧化石墨烯与铁族氧化物的前驱体为原料，通过水热反应进行合成。
[0009]作为本专利技术的进一步优选技术方案，水热反应进行合成所述石墨烯负载铁族氧化物时，氧化石墨烯与铁族氧化物的质量比为1:6
‑
1:4。
[0010]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述铁族氧化物为三氧化二铁、氧化钴、氧化镍的一种或多种的混配物。
[0011]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述高温膨胀阻燃剂为十溴二苯乙烷、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或多种的混配物。
[0012]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述高温膨胀阻燃剂的降解温度大于330℃。
[0013]根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)按质量百分数进行计算，将93
‑
97wt％聚苯硫醚树脂、0.5
‑
2.0wt％石墨烯负载铁族氧化物和2.5
‑
5.0wt％高温膨胀阻燃剂搅拌混合，干燥，得到混配物；
[0015]2)将步骤1)得到的混配物在200
‑
350℃下共混造粒，得到聚苯硫醚/石墨烯负载铁族氧化物/高温膨胀阻燃剂材料的复合母粒；
[0016]3)将步骤2)得到的复合母粒转移至干燥设备中进行预结晶和干燥处理，得到含水率小于50ppm的共混粒料；
[0017]4)将共混粒料在200
‑
350℃下通过挤出注塑或熔融纺丝制备得到石墨烯负载铁族氧化物含量为0.5
‑
2.0wt％，高温气相阻燃剂含量为2.5
‑
5.0wt％的聚苯硫醚复合纤维。
[0018]根据本专利技术的又一方面，本专利技术还提供了一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维的应用，所述应用中，通过纺织工艺将燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维制备成耐热、抑烟的复合织物。
[0019]本专利技术的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维及其制备方法和应用，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
[0020]1)本专利技术基于石墨烯负载铁族氧化物中石墨烯的高阻隔性和铁族氧化物的高温氧化催化性，通过在体系中引入石墨烯负载铁族氧化物，有助于提高聚苯硫醚复合纤维的燃烧催化炭化性能；
[0021]2)本专利技术基于高温膨胀阻燃剂的燃烧气化、膨胀行为，通过在体系中引入高温膨胀型的阻燃剂，赋予聚苯硫醚复合纤维燃烧膨胀性能；
[0022]3)本专利技术通过调控聚苯硫醚树脂、石墨烯负载铁族氧化物和高温膨胀阻燃剂的含量，以及采用的具体工艺(包括温度控制、材料含水率控制等)以达到调控燃烧气体生成量、生成速度与炭化速率，从而促使聚苯硫醚复合纤维在燃烧过程中生成密闭多孔炭层材料，阻隔热量的纵向渗透，且热释放速率、总热释放量、烟释放量明显降低；
[0023]4)本专利技术的聚苯硫醚复合纤维具有很好的隔热、抑烟性能，可应用并制备成耐热、抑烟的复合织物，如耐火防护服、防火毯。
附图说明
[0024]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]图1为聚苯硫醚复合纤维在高温燃烧下的炭化行为示意图。
[0026]本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0028]本专利技术提供了一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，由以下质量分数的组分制备而成：聚苯硫醚树脂93
‑
97wt％，石墨烯负载铁族氧化物0.5
‑
2.0wt％，高温膨胀阻燃剂2.5
‑
5.0wt％。
[0029]所述聚苯硫醚树脂为纺丝级聚苯硫醚树脂，其相对分子质量为3
‑
5万。
[0030]所述石墨烯负载铁族氧化物采用氧化石墨烯与铁族氧化物的前驱体为原料，按质量比为1:6
‑
1:4混合后，通过水热反应进行合成。通过实验数据得到，氧化石墨烯与铁族氧化物以1:6的质量比为最优，铁族氧化物的含量最高，催化效果最好，此时石墨烯的含量大约占整体的0.3wt％。其中，铁族氧化物为三氧化二铁、氧化钴、氧化镍的一种或多种的混配物，本专利技术中三氧化二铁、氧化钴、氧化镍三者的所起的催化作用依次递增，但对人体皮肤和环境友好度依次降低，因此，使用中可根据需求合理选取。
[0031]所述高温膨胀阻燃剂为十溴二苯乙烷、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或多种的混配物，其降解温度大于330℃，本专利技术中，优选高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，由以下质量分数的组分制备而成：聚苯硫醚树脂93
‑
97wt％，石墨烯负载铁族氧化物0.5
‑
2.0wt％，高温膨胀阻燃剂2.5
‑
5.0wt％。2.根据权利要求1所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，所述聚苯硫醚树脂为纺丝级聚苯硫醚树脂，其相对分子质量为3
‑
5万。3.根据权利要求1所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，所述石墨烯负载铁族氧化物采用氧化石墨烯与铁族氧化物的前驱体为原料，通过水热反应进行合成。4.根据权利要求3所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，水热反应进行合成所述石墨烯负载铁族氧化物时，石墨烯与铁族氧化物的质量比为1:6
‑
1:4。5.根据权利要求4所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，所述铁族氧化物为三氧化二铁、氧化钴、氧化镍的一种或多种的混配物。6.根据权利要求1所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征在于，所述高温膨胀阻燃剂为十溴二苯乙烷、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或多种的混配物。7.根据权利要求6所述的燃烧智能膨胀响应聚苯硫醚复合纤维，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤宇泽，张帆，倪明达，
申请(专利权)人：汤宇泽，
类型：发明
国别省市：