【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纺织，具体涉及一种阻燃聚酰胺6的制备方法。
技术介绍
1、聚酰胺6（pa6）作为最主要的工程塑料及纺织纤维材料之一，具有高强、耐磨等许多优良性能，广泛应用于建筑、纺织、军事等领域，然而聚酰胺的可燃性影响了其更广泛的应用。现有的阻燃聚酰胺6的制备方法主要有两种，一是利用聚酰胺6基体与共混阻燃剂以及相关协效阻燃剂进行共混造粒，这种方式存在诸多缺点，如添加阻燃剂量多、阻燃剂在聚酰胺6基体中的分散性差、聚酰胺6自身许多性能被限制等，缩小了共混类阻燃聚酰胺的应用范围。二是通过共聚的方式制备阻燃聚酰胺6。近几年关于共聚型阻燃聚酰胺得到了研究人员的重视，其主要是采用反应性的阻燃剂与聚酰胺6单体一起进行原位聚合反应，在聚酰胺制备过程中，聚酰胺大分子链上引入阻燃单元，实现聚酰胺的永久阻燃性。
2、采用反应性的阻燃剂或阻燃预聚体与聚酰胺6单体共聚而得到阻燃聚酰胺6聚合物是一种行之有效的改善聚酰胺产品阻燃性能的方案。但是，在聚酰胺6分子链段中引入阻燃剂后，阻燃剂大分子会产生空间位阻效应，使聚酰胺6在聚合反应过程受到较大影响，分子量在聚合过程中难以上升。为了解决分子量偏低的问题，目前采用的方式是将阻燃剂与其他助剂制成预聚体，或者在干燥过程中进行固相增粘。若采用预聚体的方式，一方面，阻燃剂大分子结构的空间位阻效应依然会影响反应活性；另一方面，预聚体的制备过程对分子量、助剂的挥发量要求严格，在规模化生产时工艺控制步骤复杂，容易造成最终产品的端基含量不稳定，影响染色性能。而采用固相增粘的方式，在增粘过程会导致产品产生分子量分布不均、
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新的阻燃聚酰胺6的制备方法，该方法通过先制备全封端阻燃剂盐，再进行原位聚合的方式，使得阻燃剂盐在聚酰胺6体系中均匀分散，并且与聚酰胺6分子产生氢键结合。这种方式能够避免破坏聚酰胺6的主链结构，使得聚合反应正常进行，从而缩短制备工序，并降低对下游纺丝产品物理性能的影响。且整个制备过程更加简单，成本更低，同时避免了分子量分布不均、发黄、染色不均匀、力学性能差等问题，产品能够应用于高端纺丝领域。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其是先利用带有-cooh的阻燃剂与作为封端剂的一元胺反应生成带酰胺键的全封端阻燃剂盐，然后将其添加到聚酰胺6的聚合体系中，利用酰胺键能与聚酰胺6分子的酰胺键形成氢键的特性，通过原位聚合的方法制得阻燃聚酰胺6，从而增加了分子间的相容性，使得阻燃剂能够稳定的存在于分子间，进而避免迁移及其他损失，达到长效阻燃的目的。
4、所述阻燃剂的化学结构式为：
5、或，
6、其中，
7、r1选自c1-c15的直链或支化的亚烷基；
8、r2选自c1-c15的直链或支化的烷基，或者芳基，优选为芳基。
9、所述一元胺r3-nh2中的r3选自c1-c15的直链亚烷基或环状的芳基、杂环，优选为环状的芳基、杂环，例如苯甲胺、四甲基哌啶胺等。
10、所述阻燃聚酰胺6的制备具体包括以下步骤：
11、1）将带有-cooh的阻燃剂与一元胺混合；
12、2）在步骤1）所得混合物中加入脱盐水及己内酰胺，然后升温至60-90℃，在搅拌条件下加热回流1-4h，制得带酰胺键的全封端阻燃剂盐的溶液；
13、3）步骤2）反应结束后，在所得带酰胺键的全封端阻燃剂盐的溶液中加入己内酰胺，在搅拌条件下升温至250-280℃，并控制绝对压力为0.25-1.6mpa，反应2-4h；
14、4）步骤3）反应结束后，将温度降至235-245℃，并控制绝对压力为0.05-0.15mpa，继续反应6-12h，随后出料；
15、5）步骤4）排出的料经过铸带切粒后，再进行萃取、干燥，即得到阻燃聚酰胺6切片。
16、进一步地，步骤1）中所用阻燃剂与一元胺的量按-nh2与-cooh的摩尔比为1:1进行换算。
17、进一步地，步骤2）中脱盐水的用量为混合物质量的0.2-2倍，己内酰胺的用量为混合物质量的0-1.5倍。
18、进一步地，步骤2）所得带酰胺键的全封端阻燃剂盐的溶液中游离的-nh2与-cooh总含量≤3mmol/kg。
19、进一步地，步骤3）中己内酰胺的用量为步骤1）所得混合物质量的3.5-100倍。
20、进一步地，步骤2）-步骤4）的反应过程均需隔绝氧气。
21、所得阻燃聚酰胺6的极限氧指数在30%以上，阻燃等级为ul94 v-o。
22、现有技术有采用阻燃剂和二元胺进行反应型阻燃剂盐的制备，所得反应型阻燃剂盐结构中剩余的一个氨基作为反应端进一步与聚酰胺6反应，使得聚酰胺6链段带上阻燃剂链段，从而使得阻燃剂盐稳定的键合在聚酰胺体系内，达到阻燃的效果。但这会严重破坏聚酰胺6分子链的规整性，使得产品物理性能下降，尤其在纺丝领域，影响更加明显。本专利技术创造性的采用一元胺为原料与阻燃剂反应生成带酰胺键的全封端阻燃剂盐，再通过阻燃剂盐上的酰胺键与聚酰胺6分子的酰胺键之间的氢键结合作用，使阻燃剂盐稳定的存在于聚酰胺体系内，达到永久阻燃的作用，其由于其不与聚酰胺6链段发生反应，可保证链段原本的规整性，从而避免下游纤维的物理性能受到影响。
23、本专利技术的显著优势在于：
24、（1）聚合物中的阻燃剂盐能与聚酰胺6主链产生氢键连接，使得两种组分的相容性更好，加上采用原位聚合的添加方式，使得阻燃剂成分分散更加均匀，因而可克服阻燃聚酰胺6存在的阻燃剂易析出、阻燃剂分散不够均匀、阻燃效果不持久等问题，达到长效阻燃的目的。
25、（2）本专利技术方法在改善产品阻燃性能的同时，并不会对聚酰胺6的分子结构产生破坏，这使得聚合过程更加顺利，避免了繁杂的加工工序，减少了对聚酰胺6物理性能的影响，降低了加工成本；同时避免了分子量分布不均、发黄、染色浅、力学性能差等问题，产品能够应用于高端纺丝领域。
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1.一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：先利用带有-COOH的阻燃剂与作为封端剂的一元胺反应生成带酰胺键的全封端阻燃剂盐，然后将其添加到聚酰胺6的聚合体系中，通过原位聚合的方法制得阻燃聚酰胺6。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂的化学结构式为： 或，
3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤1）中所用阻燃剂与一元胺的量按-NH2与-COOH的摩尔比为1:1进行换算。
5.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤2）中脱盐水的用量为混合物质量的0.2-2倍，己内酰胺的用量为混合物质量的0-1.5倍。
6.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤2）所得带酰胺键的全封端阻燃剂盐的溶液中游离的-NH2与-COOH的总含量≤3mmol/kg。
7.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤3）中己
8.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤2）-步骤4）的反应过程均需隔绝氧气。
9.一种如权利要求1-8任一方法制备的阻燃聚酰胺6，其特征在于：所述阻燃聚酰胺6的极限氧指数在30%以上，阻燃等级为UL94 V-O。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：先利用带有-cooh的阻燃剂与作为封端剂的一元胺反应生成带酰胺键的全封端阻燃剂盐，然后将其添加到聚酰胺6的聚合体系中，通过原位聚合的方法制得阻燃聚酰胺6。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂的化学结构式为： 或，
3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤1）中所用阻燃剂与一元胺的量按-nh2与-cooh的摩尔比为1:1进行换算。
5.根据权利要求3所述的一种阻燃聚酰胺6的制备方法，其特征在于：步骤2）中脱盐水的用量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，陈鹏飞，游玲霞，
申请(专利权)人：福建省力恒锦纶实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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