一种具有阻燃性能的柔性纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有阻燃性能的柔性纤维及其制备方法。所述柔性纤维由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板1.5‑2.5份，离子液体17‑19份，氨基硅油1.5‑2份，羟基硅油19‑21份。制备方法包括：将纤维素浆板置于离子液体中，制成纤维素溶液；向其中加入氨基硅油，制成共混纺丝液；超声处理，静置，以除去气泡；利用干喷湿法纺进行纺丝，收集纺制得的纤维；用去离子水浸泡，干燥后浸渍在羟基硅油中进行表面涂覆，干燥，即得。本发明专利技术工艺简单，制得的纤维质地柔软，同时具有阻燃效果，对纤维素纤维制品的应用提供了广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阻燃材料领域，具体涉及一种具有阻燃性能的柔性纤维及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展和人们消费水平的逐步提高，对纤维素及其制品的需求量和其使用性能的要求也在不断提高。同时，由于纤维制品燃烧引起的火灾已成为现代社会重大灾害之一，严重威胁着人们的生命财产安全。因此，为防止火灾的阻燃纤维材料已成为不可忽视的社会问题。所以纺织阻燃材料研究得到了迅速发展，同时对纺织品阻燃剂的阻燃性能、多功能性、环保性和耐久性的要求也在日益提高。近些年来各国均在寻求开发无卤、低毒、无烟、低污染、低腐蚀的阻燃剂以及高效多功能复合阻燃剂。纤维素纤维具有吸湿性好、透气性强、穿着舒适等优点，更为重要的是纤维素纤维及其制品用后可以生物降解，符合现代环保的要求。所以纤维素纤维相比于合成纤维具有跟广阔的发展前景，尤其在石油资源日趋枯竭的今天,纤维素以其卓著的再生速度得到人们的强烈重视。本专利技术提出以纤维素为原料，将其溶解于离子液体中，然后添加氨基硅油进行共混，然后采用干喷湿法纺进行纺丝，并用羟基硅油进行表面涂覆，制备出具有阻燃效果的柔性纤维。这不仅提高了纤维素纤维的阻燃性能，同时还增加纤维素纤维的柔软舒适性能以及纤维素纤维的强度。从而制备出具有多重性能的纤维素纤维。
技术实现思路
由于纤维素纤维存在易燃性强和强度小等问题，从而导致其制品使用受到了一定的限制，本专利技术的目的在于提供一种具有阻燃性能的柔性纤维及其制备方法。本专利技术技术方案如下：一种具有阻燃性能的柔性纤维，其由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板1.5-2.5份，离子液体17-19份，氨基硅油1.5-2份，羟基硅油19-21份。优选地，所述具有阻燃性能的柔性纤维，其由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板2份，离子液体18份，氨基硅油1.8份，羟基硅油20份。优选地，所述的离子液体优选为季铵盐类的离子液体；进一步优选为由[BMIM]Ac(即咪唑醋酸盐型离子液体)、烷基季铵盐、DMSO(即二甲基亚砜)按重量比为1:3:7组成的离子液体。本专利技术还提供上述具有阻燃性能的柔性纤维材料的制备方法，包括如下步骤：1)将纤维素浆板粉碎，烘干；置于离子液体中，在加热搅拌的条件下，发生溶解反应，制成纤维素溶液；2)向步骤1)制得的纤维素溶液中加入氨基硅油，在加热搅拌的条件下，继续发生溶解反应，制成共混纺丝液；3)将步骤2)制得的共混纺丝液超声处理，然后静置一定时间，以除去气泡；4)将步骤3)制得的共混纺丝液利用干喷湿法纺进行纺丝，收集纺制得的纤维；用去离子水浸泡一定时间，然后干燥；5)将步骤4)制得的纤维浸渍在羟基硅油中一定时间，进行进行表面涂覆，然后干燥，即得所述具有阻燃性能的柔性纤维。其中，步骤1)所述的纤维素桨板优选为桉木浆板，其聚合度(DP)为800；可由市售购得，例如购自日照森博公司。其中，步骤1)所述的烘干温度控制在90-100℃；烘干时间一般24小时。优选烘干至水分含量为0.4-0.6％。其中，步骤1)所述的离子液体优选为季铵盐类的离子液体；进一步优选为由[BMIM]Ac(即咪唑醋酸盐型离子液体)、烷基季铵盐、DMSO(即二甲基亚砜)按重量比为1:3:7组成的离子液体。其中，步骤1)所述的反应条件包括搅拌速率为200-300转/min，反应温度(油浴)为60-70℃，反应时间为2.5-3.5h。其中，步骤2)所述的反应条件包括搅拌速率为300-400转/min，反应温度(油浴)为65-75℃，反应时间为2.5-3.5h。其中，步骤3)所述超声处理功率为190-210w，超声处理时间为1.5-2.5h。其中，步骤3)所述静置时间为1-2h。其中，步骤4)所述纺丝条件包括：第一牵伸速率为：3.157m/min；第二牵伸速率：3.616m/min；收集速率为：4.175m/min。其中，步骤4)所述去离子水浸泡时间为1-2h；所述干燥可以通过电热鼓风干燥箱烘干，烘干时间一般为1-2h；优选干燥至水分含量为0.8-1.2％。其中，步骤6)将步骤5)干燥的纤维干燥浸渍在羟基硅油中进行表面涂覆，浸渍一段时间，然后自然干燥。其中，步骤5)所述浸渍时间为1-2h。具体地，上述具有阻燃性能的柔性纤维材料的制备方法，包括如下步骤：1)将2重量份聚合度DP为800的纤维素桉木浆板粉碎，烘干；置于18重量份的离子液体中，在油浴加热至60-70℃、搅拌速率为200-300转/min的条件下，溶解反应2.5-3.5h，制成纤维素溶液；所述离子液体为由[BMIM]Ac、烷基季铵盐、DMSO按重量比为1:3:7组成的离子液体；2)向步骤1)制得的纤维素溶液中加入1.8重量份的氨基硅油，在油浴加热至65-75℃、搅拌速率为300-400转/min的条件下，溶解反应2.5-3.5h，制成共混纺丝液；3)将步骤2)制得的共混纺丝液在功率为190-210w条件下超声处理1.5-2.5h，然后静置1-2h，以除去气泡；4)将步骤3)制得的共混纺丝液利用干喷湿法纺进行纺丝，收集纺制得的纤维；用去离子水浸泡1-2h，然后干燥，优选干燥至水分含量为0.8-1.2％；所述纺丝条件包括：第一牵伸速率为：3.157m/min；第二牵伸速率：3.616m/min；收集速率为：4.175m/min；5)将步骤4)制得的纤维浸渍在20重量份的羟基硅油中1-2h，进行进行表面涂覆，然后自然干燥，即得所述具有阻燃性能的柔性纤维。本专利技术还包括上述方法制备的具有阻燃性能的柔性纤维材料。该柔性纤维极限氧指数≥32，符合阻燃纤维的标准，可用于阻燃纤维材料领域，并且纤维质地柔软。本专利技术将具有可降解等多种优点的纤维素作为基体材料，利用具有阻燃效果的氨基硅油作为添加剂，将其纺丝液进行纺丝，然后均用羟基硅油进行浸渍表面涂覆，最后制备出具有优异阻燃性能的柔性纤维。传统纤维素制品虽然具有可降解性等优点，但是存在着阻燃性不好的缺点。本专利技术工艺简单，采用氨基硅油和羟基硅油的共同作用，使其阻燃效果增加，且制得的纤维质地柔软，可以广泛的应用于民用纺织品中，具有广泛的应用前景。附图说明图1为对比例1所制得纤维800倍的截面电镜图。图2为对比例2所制成纤维800倍的截面电镜图。图3为实施例1所制成纤维800倍的截面电镜图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。以下所用的纤维素浆板为桉木浆板，购自日照森博股份有限公司；所用的氨基硅油购自上海涓瑞化工有限公司；羟基硅油，北京化工厂。电热鼓风干燥箱由上海一恒科学仪器有限公司提供。台式超声波清洗器(KQ2200DA)由昆山舒美公司提供。实施例1将2.0g的纤维素浆板(聚合度DP为800)粉碎成片状，然后置于电热鼓风干燥箱中，在100℃下干燥24小时，烘干至水分含量为0.5％。将预处理后的纤维素桨板添加到已经配好的18g的离子液体中，所述离子液体为由[BMIM]Ac、烷基季铵盐、DMSO按重量比为1:3:7组成的离子液体；在加热搅拌的环境下，发生溶解反应。加热搅拌环境为：搅拌速率为250转/min，油浴温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有阻燃性能的柔性纤维，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板1.5‑2.5份，离子液体17‑19份，氨基硅油1.5‑2份，羟基硅油19‑21份。

【技术特征摘要】
1.一种具有阻燃性能的柔性纤维，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板1.5-2.5份，离子液体17-19份，氨基硅油1.5-2份，羟基硅油19-21份。2.根据权利要求1所述的柔性纤维，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：纤维素浆板2份，离子液体18份，氨基硅油1.8份，羟基硅油20份。3.根据权利要求1或2所述的柔性纤维，其特征在于，所述离子液体为季铵盐类的离子液体；优选地，所述离子液体为由[BMIM]Ac、烷基季铵盐、DMSO按重量比为1:3:7组成的离子液体。4.权利要求1-3任一项所述柔性纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将纤维素浆板粉碎，烘干；置于离子液体中，在加热搅拌的条件下，发生溶解反应，制成纤维素溶液；2)向步骤1)制得的纤维素溶液中加入氨基硅油，在加热搅拌的条件下，继续发生溶解反应，制成共混纺丝液；3)将步骤2)制得的共混纺丝液超声处理，然后静置一定时间，以除去气泡；4)将步骤3)制得的共混纺丝液利用干喷湿法纺进行纺丝，收集纺制得的纤维；用去离子水浸泡一定时间，然后干燥；5)将步骤4)制得的纤维浸渍在羟基硅油中一定时间，进行进行表面涂覆，然后干燥，即得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述反应条件包括搅拌速率为200-300转/min，反应温度为60-70℃，反应时间为2.5-3.5h；和/或，步骤2)所述的反应条件包括：搅拌速率为300-400转/min，反应温度为65-75℃，反应时间为2.5-3.5h。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述纤维素桨板为桉木浆板，其聚合度为800。7.根据权利要求4或5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力平，刘洋，邹琴峰，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11