本发明涉及纺织化纤，具体涉及一种原位聚合制备的阻燃聚己内酰胺复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、聚已内酰胺（pa6）纤维具有优异强度、耐磨性、高弹性回复率、易吸湿性等特点，一直是内衣服饰、家饰装潢和工业产业等领域广泛应用的纤维材料。纯的pa6纤维虽然具有较为优异的力学性能，但是其阻燃性能并不理想，其极限氧指数仅有21-22%，且燃烧时熔滴严重，给实际使用的安全性带来较大的影响。
2、现有提升pa6阻燃性能的方法主要是将阻燃成分与聚己内酰胺采用双螺杆机共混或单螺杆添加母粒共混挤出制备阻燃复合的聚己内酰胺材料，如申请号cn201410047310.9公开的“ 一种阻燃型聚己内酰胺导热塑料及其制备方法”，采用氧化铝、红磷母粒、氢氧化镁、抗氧剂、润滑剂pets、抗滴落剂为辅料混合聚己内酰胺进行共混挤出，虽然一定程度上能够有效提升聚己内酰胺材料的阻燃性能，但是这些原料的共混添加也会造成最终产物力学性能的变化，同时会严重影响后续聚己内酰胺材料的纺丝性能，在纺织化纤行业很难采用这种共混的方式来提升聚己内酰胺的阻燃性。
3、对于提升聚己内酰胺材料的阻燃性，还有通过在己内酰胺为原料混合阻燃成分以原位聚合的方法制备具有阻燃性的聚己内酰胺复合材料的方法，这样的制备方法可以提升材料的阻燃性，同时也能在一定程度上保证材料的纺丝性能，并且保证材料阻燃性能的均匀性。现有的原位聚合制备聚己内酰胺复合阻燃材料多是以三聚氰胺氰尿酸为阻燃成分进行添加，但为了达到较高的阻燃效果往往需要较多的阻燃材料添加，而阻燃材料添加增多也会造成最终制备得到的聚己内酰胺纺丝性能降低的情况。
4、所以，如何在提升材料阻燃性能的同时保证聚己内酰胺的纺丝性能和最终聚己内酰胺纤维的力学性能是现阶段纺织化纤行业研究的一大重要方向。
技术实现思路
1、针对现有技术不足，本发明提供一种原位聚合制备的阻燃聚己内酰胺复合材料及其制备方法和应用，采用多种阻燃成分和己内酰胺进行原位聚合制备聚己内酰胺复合材料，在具有良好的阻燃效果的同时，保证材料的可纺性，并且提升后续纤维材料的力学性能，扩大材料的使用范围。
2、为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
3、一种原位聚合制备的阻燃聚己内酰胺复合材料，所述阻燃聚己内酰胺复合材料由以下重量份原料经过原位聚合制备得到：己内酰胺100份-120份、三聚氰胺氰尿酸2份-4份、改性纳米蒙脱土0.5份-0.8份、类石墨氮化碳0.1份-0.3份、纳米氧化锌0.2份-0.6份、磷酸0.2份-0.8份、乙酸0.4份-0.6份。
4、优选的，所述改性纳米蒙脱土的制备方法包括以下步骤：
5、s1、将纳米蒙脱土加入去离子水中，采用醋酸调节ph至5，后继续搅拌分散1h-2h，再调节ph至中性，得分散液备用；
6、s2、将硬脂基三甲基氯化铵加入上述分散液中混合搅拌，得混合料备用；
7、s3、将上述混合料采用微孔滤膜进行过滤后水洗，再真空干燥并粉碎，得改性纳米蒙脱土。
8、优选的，所述步骤s1中进行搅拌分散的转速为400r/min-600r/min，且分散时控制温度在60℃-80℃。
9、优选的，所述步骤s2中硬脂基三甲基氯化铵的添加量为纳米蒙脱土总质量的15%-18%。
10、优选的，所述步骤s2中的混合搅拌在水浴温度70℃-80℃温度下进行。
11、优选的，所述步骤s2中混合搅拌的转速为400r/min-600r/min，且搅拌时间为80min-100min。
12、优选的，所述步骤s3中改性纳米蒙脱土粒径在1000目以下。
13、阻燃聚己内酰胺复合材料的制备方法包括以下步骤：
14、（1）将三聚氰胺氰尿酸、改性纳米蒙脱土、类石墨氮化碳、纳米氧化锌、磷酸、乙酸混合加入去离子水，混合搅拌分散，得混合液备用；
15、（2）将混合液与己内酰胺混合后搅拌蒸发至含水量为2%-5%，得预混料备用；
16、（3）将上述预混料置于反应釜中，在0.2mpa-0.4mpa的压强下依次在250℃、235℃和230℃的温度下进行反应；
17、（4）将上述反应釜保温于230℃，后抽真空，继续反应后，将得阻燃聚己内酰胺复合材料。
18、优选的，所述步骤（1）中去离子水的添加量为三聚氰胺氰尿酸、改性纳米蒙脱土、类石墨氮化碳、纳米氧化锌、磷酸和乙酸混合后总体积的15倍-20倍。
19、优选的，所述步骤（1）中混合搅拌分散的转速为300r/min-500r/min，搅拌时间为40min-60min。
20、优选的，所述步骤（2）中搅拌蒸发的方式为在氮气的氛围下，升温至70℃-80℃，以40r/min-60r/min的转速进行搅拌蒸发。
21、优选的，所述步骤（3）中于250℃温度下反应100min-120min，于235℃温度下反应30min-40min，于230℃反应20min-30min。
22、优选的，所述步骤（3）中在氮气的氛围下进行反应，且氮气的纯度为99.99%。
23、优选的，所述步骤（4）中抽真空反应的时间为60min-80min。
24、所述阻燃聚己内酰胺复合材料在制备纺织化学纤维上的应用。
25、优选的，所述应用方式为将阻燃聚己内酰胺复合材料进行沸水萃取后进行干燥切片，后纺丝定型，再织造。
26、优选的，所述沸水萃取的时间为4h-6h。
27、本发明提供一种原位聚合制备的阻燃聚己内酰胺复合材料及其制备方法和应用，与现有技术相比优点在于：
28、（1）本发明采用原位聚合的方式将阻燃成分复合到聚己内酰胺上，制备得到的材料具有稳定高效的阻燃效果，通过三聚氰胺氰尿酸、改性纳米蒙脱土、类石墨氮化碳、纳米氧化锌的复配，使得在阻燃成分较低添加量的情况下产品具有较高的阻燃效果，并且通过改性纳米蒙脱土、类石墨氮化碳与其它原料的复配，在增强材料阻燃性能的同时进一步提升材料的可纺性能，提高最终制备得到聚己内酰胺纤维的力学性能。
29、（2）本发明采用升压变温和真空高温的方式进行开环聚合反应，有效保证各成分均匀复合的同时，提升最终产品的性能稳定性，并且减少低聚物的含量，综合提高产品的力学性能，同时控制原料的复合提升后续原料制备纤维的上染率，保证聚己内酰胺纺丝后纤维的性能，增强产品的纺织性能。
1.一种原位聚合制备的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述阻燃聚己内酰胺复合材料由以下重量份原料经过原位聚合制备得到：己内酰胺100份-120份、三聚氰胺氰尿酸2份-4份、改性纳米蒙脱土0.5份-0.8份、类石墨氮化碳0.1份-0.3份、纳米氧化锌0.2份-0.6份、磷酸0.2份-0.8份、乙酸0.4份-0.6份。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述改性纳米蒙脱土的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述步骤s1中进行搅拌分散的转速为400r/min-600r/min，且分散时控制温度在60℃-80℃。
4.根据权利要求2所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述步骤s2中硬脂基三甲基氯化铵的添加量为纳米蒙脱土总质量的15%-18%。
5.根据权利要求2所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述步骤s2中的混合搅拌在水浴温度70℃-80℃温度下进行。
6.根据权利要求2所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述步骤s2中混合搅拌的转速为400r/min-600r/min，且搅拌时间为80min-100min。
7.根据权利要求2所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于，所述步骤s3中改性纳米蒙脱土粒径在1000目以下。
8.一种如权利要求1-7任一所述的阻燃聚己内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（1）中去离子水的添加量为三聚氰胺氰尿酸、改性纳米蒙脱土、类石墨氮化碳、纳米氧化锌、磷酸和乙酸混合后总体积的15倍-20倍。
10.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（1）中混合搅拌分散的转速为300r/min-500r/min，搅拌时间为40min-60min。
11.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（2）中搅拌蒸发的方式为在氮气的氛围下，升温至70℃-80℃，以40r/min-60r/min的转速进行搅拌蒸发。
12.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（3）中于250℃温度下反应100min-120min，于235℃温度下反应30min-40min，于230℃反应20min-30min。
13.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（3）中在氮气的氛围下进行反应，且氮气的纯度为99.99%。
14.根据权利要求8所述的阻燃聚己内酰胺复合材料，其特征在于：所述步骤（4）中抽真空反应的时间为60min-80min。
15.一种如权利要求1-7任一所述阻燃聚己内酰胺复合材料在制备纺织化学纤维上的应用。
16.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，所述应用方式为将阻燃聚己内酰胺复合材料进行沸水萃取后进行干燥切片，后纺丝定型，再织造。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，所述沸水萃取的时间为4h-6h。
