[发明专利]一种用于氨纶的改性水滑石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于氨纶的改性水滑石的制备方法，具体步骤为：将改性剂溶于水，加热至沸腾，加入水滑石搅拌，反应完全后，烘干，得到用于氨纶的改性水滑石。本发明所述用于氨纶的改性水滑石制备方法简单，原材料易得，制备的改性水滑石应用于氨纶，能够极大提升耐氯和耐黄变性能。

技术领域

本发明属于无机材料包覆改性领域，具体涉及一种用于氨纶的改性水滑石及其制备方法。

背景技术

水滑石于1842年在瑞典的片岩矿层中被发现，1969年测定出其单晶结构，确认了水滑石的碳酸根插层结构。后来，人们把与水滑石结构类似的离子插层层状金属氢氧化物称为类水滑石，也叫层状双金属氢氧化物(LDHs，layered double hydroxides)。而目前应用最广泛的是镁铝基的水滑石，常见的化学结构为Mg₄Al₂(OH)₂CO₃·3H₂O。

基于LDHs金属氢氧化物层板和层间阴离子的超分子结构，LDHs具有如下结构特性：层板阳离子种类和比例可调控性、层间阴离子种类可调控性和记忆效应等。层板阳离子的可调控性可以赋予LDHs不同的金属元素性质，通过将过渡金属引入层板，可以获得紫外吸收、磁性、电学、催化等性能，其可以通过改变引入元素的含量对相应性能进行调控。阴离子的可调控性不仅可以使LDHs具有相应阴离子光学、催化、紫外吸收等性质，而且可以使LDHs作为有机物载体实现药物输送及缓释等功能。结构记忆效应则指LDHs在加热至一定温度分解失去水分及层间负离子后，在温度降低且处于插层阴离子溶液环境时，可以恢复其金属氢氧化物层板和层间阴离子的自组装超分子结构的特性。鉴于LDHs具有非常优良的结构和性质可设计性与可调控性，有针对性的设计、制备不同性能的LDHs就可能成为氯化镁资源高值化利用的重要途径。

近些年，镁铝基水滑石在聚合物改性领域的应用取得了巨大进展，如添加在聚氯乙烯塑料中，可防止聚氯乙烯加工过程的黄变等。其中，将水滑石在氨纶中的应用也是一个非常重要的应用场景。氨纶纤维具有高的弹性和出色的拉伸力，广泛用于泳衣、运动服等。氨纶在处于含氯的环境中(如泳衣暴露于加84消毒液的泳池中)，其拉伸强度会变弱；此外氨纶在加工过程中(约250℃)，纤维本身也会黄变碳化。将水滑石加入氨纶中，可以有效改善上述两个问题。而水滑石颗粒在氨纶中的分散均匀性和附着牢固性成为影响其性能的关键因素。根据我们的文献调研，目前为了提升分散性，常用的包覆剂为硬脂酸，这种改性虽然有一定效果，但是在耐氯、耐黄变碳化方面仍存在缺陷。

基于此，我们提出一种新的多官能团的包覆改性剂，乙酰胺基二乙酸胺，这种包覆剂含有两个羧基，能和水滑石牢牢结合，相比于传统的只有一个羧基的硬脂酸包覆剂，包覆剂与水滑石的结合强度会大大提升，此外，带有的酰胺基可以参与氨纶纤维的聚合，牢牢的固定在氨纶纤维中，这样使得水滑石在氨纶中附着牢固性大幅度提升，耐氯和耐黄变性能都有了明显提升。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种用于氨纶的改性水滑石的制备方法。

本发明的第二目的在于提供上述制备方法制备得到的用于氨纶的改性水滑石。

本发明的首要目的通过下述技术方案实现：

一种用于氨纶的改性水滑石的制备方法，具体步骤为：将改性剂溶于水，加热至沸腾，加入水滑石搅拌，反应完全后，烘干，得到用于氨纶的改性水滑石。

优选地，所述改性剂为乙酰胺基二乙酸胺，具体结构如下：

优选地，所述改性剂占水滑石的质量百分比为0.5-5％。

优选地，所述改性剂占水滑石的质量百分比为1％。

优选地，所述反应时间为20～180min。

优选地，所述反应时间为180min。