阻燃纤维素短纤维的连续式加工方法和获得的阻燃纤维素短纤维技术

本发明专利技术公开了阻燃纤维素短纤维的连续式加工方法和获得的阻燃纤维素短纤维，其中所述方法包括用润涨液浸渍经开松的纤维素短纤维，使经浸渍的纤维素短纤维脱去自由水，然后任选地经热风干燥或由履带式传输帘通过高温区去除多余水分控制纤维回潮率，接着向获得的纤维素短纤维施加四羟甲基磷类化合物的阻燃剂水溶液，之后进行沥水、脱水以及烘干，接着对纤维素短纤维进行氨熏、氧化，然后进行清洗、脱水、烘干，从而获得阻燃纤维素短纤维。采用本发明专利技术制得的阻燃纤维素短纤维比现有的阻燃再生纤维素短纤维的强度提高20％以上，且阻燃性能相当。

Continuous processing method of flame retardant cellulose short fiber and obtained flame retardant cellulose short fiber

【技术实现步骤摘要】
阻燃纤维素短纤维的连续式加工方法和获得的阻燃纤维素短纤维
本专利技术涉及纤维素短纤维的连续式加工方法和获得的纤维素短纤维，特别地，涉及可获得更高强度的阻燃纤维素短纤维的连续加工方法。
技术介绍
纤维素短纤维包括棉纤维、麻纤维等天然纤维素短纤维，以及普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维、溶剂纺Lyocell等再生纤维素短纤维。天然纤维素短纤维和再生纤维素短纤维具有良好的染色性能和舒适性，并可以利用现有棉纺织和毛纺织设备、自由地与其它各种短纤维混纺，加工出各种纺织制品。天然纤维素短纤维不具备阻燃功能。除了在天然纤维素短纤维纯纺、或与其它短纤维混纺、交织制成织物后再经阻燃整理获得阻燃功能外，目前尚无以纤维状态存在的阻燃天然纤维素短纤维。再生纤维素短纤维中，有将各类阻燃剂共混到纺丝液中制得的阻燃再生纤维素短纤维：例如对普通粘胶纤维纺丝液共混施加阻燃剂制成的阻燃粘胶短纤维，虽然其氧指数可以达到30％以上，但强度最高只能达到2.1cN/dtex；对高湿模量粘胶纤维纺丝液共混施加阻燃剂制成的阻燃粘胶短纤维，例如某现有阻燃粘胶纤维的氧指数达到28％以上、强度可达到2.4～2.7cN/dtex。阻燃面料多用来制作劳动防护服装。一件阻燃工作服，除了在一旦遭遇高温火焰时应具备阻燃效果外，在正常工作状态下应该具有普通工作服所应该有的强度、舒适性、易照料性、及良好的外观保持性(抗皱、尺寸稳定性、色牢度等)，并且作为一件劳动防护服装，所有的防护功能实际上都依附于其强度，如果面料没有足够的强度，则任何防护功能都将不复存在。因此尽管阻燃粘胶纤维具有吸湿性好、染色性好、舒适性好的优点，但其强度过低的缺陷，限制了它的使用领域。关于阻燃整理技术，目前国内外使用的普鲁本阻燃整理技术是四羟甲基氯化磷或四羟甲基硫酸磷等含磷小分子与尿素缩合成中等分子量预缩体粘接固着到织物的纤维表面，及部分渗入到纤维素纤维内部，然后采用氨熏的方法用氨气(NH3)对表面附着或渗入纤维内部的四羟甲基类含磷小分子进行交联，达到磷氮协效的阻燃效果。这种织物的普鲁本整理技术不能应用于短纤维阻燃化加工。因普鲁本阻燃整理技术所采用的阻燃剂主要由上述预缩体粘结在纤维表面上的，经纺纱加工中的梳理环节，会梳掉附着于纤维表面的阻燃剂，从而失去或显著降低阻燃效果。因此，目前需要一种加工阻燃纤维素短纤维的方法，其能够制造更高强度的阻燃纤维素短纤维，本专利技术通过对织物的普鲁本阻燃整理技术的根本性改造而提供了这样的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及采用四羟甲基磷类化合物结合氨熏和氧化技术，对天然的纤维素短纤维、或人造的再生纤维素短纤维进行阻燃化加工的方法和由此制得的产品。更具体地，本专利技术涉及用四羟甲基氯化磷、四羟甲基硫酸磷等含磷的极性化合物渗入纤维素短纤维内部，采用连续式加工方式，将氨气渗入到纤维内部，使氨气与四羟甲基磷类化合物在纤维内部实现交联，在纤维内部形成体积显著增大从而不能洗除或难以洗出的磷氮协效的高效阻燃剂，并经氧化后使阻燃剂更加稳定，从而获得阻燃性能持久、强度高于现有阻燃粘胶短纤维的阻燃纤维素短纤维。连续式加工有利于这些阻燃纤维的大批量连续生产。本专利技术一方面提供一种加工阻燃纤维素短纤维的方法，其包括如下步骤：a)开松纤维素短纤维原材料，然后由气流输送至纤维喂入装置；b)纤维素短纤维经纤维喂入装置进入整理槽，在整理槽中将可循环使用的润涨液添加至纤维素短纤维，并连续1～3次地重复进行润涨液的施加，以便使纤维充分膨化；其中所述润涨液包含NaOH和/或KOH、除油剂、渗透剂、精炼剂、任选的尿素和任选的表面活性剂；c)经润涨液浸渍的纤维素短纤维进入后续的整理槽，并连续1～3次地进行水洗；d)经水洗的纤维素短纤维进入轧车，所述轧车压除纤维素短纤维中的水分，从而获得轧余率为65～90％(优选70～85％)的湿态纤维素短纤维；e)在烘干机中适度干燥d)所获得的湿态纤维素短纤维，使纤维素短纤维的带液量控制在25～55％(优选35～45％)；f)将经烘干的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中浸轧施加四羟甲基磷类阻燃剂水溶液，所述四羟甲基磷类阻燃剂水溶液中的四羟甲基磷类阻燃剂为四羟甲基磷类化合物；g)压榨并烘干在f)中获得的施加有四羟甲基磷类阻燃剂水溶液的纤维素短纤维；h)在g)中获得的纤维素短纤维进入氨熏机，在氨熏机中进行氨熏；i)将氨熏后的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中对其进行氧化，从而获得阻燃纤维素短纤维；j)在整理槽中将所获得的阻燃纤维素短纤维进行3～5次压榨和热水喷淋清洗，再经轧车处理压除多余水分；在最后一次清洗时施加纺纱油剂，使纺纱油剂均匀附着于纤维表面，最终轧除多余水分；k)干燥j)中获得的阻燃纤维素短纤维，而后任选地进行预梳理。在一个优选的实施方案中，在步骤b)中，纤维素短纤维在30～70℃(优选35～65℃)温度下浸渍于润涨液中15～30min(优选18～28min)，所述润涨液包含20～80g/L(优选35～75g/L)的NaOH和/或20～70g/L(优选25～60g/L)的KOH、1～4g/L(优选1.5～3.5g/L)的除油剂、1～5g/L(优选1.5～4g/L)的渗透剂、1～5g/L(优选1.5～4g/L)的精炼剂、任选的20～80g/L(优选30～70g/L)的尿素和任选的10～50g/L(优选20～40g/L)的表面活性剂。在一个优选的实施方案中，在步骤f)中，四羟甲基磷类化合物选自四羟甲基硫酸磷、四羟甲基氯化磷或它们的混合物。在一个优选的实施方案中，在步骤f)中，四羟甲基磷类阻燃剂水溶液还包含0.2～1.5g/L(优选0.3～2g/L)的渗透剂以及0.5～2.5g/L(优选0.8～2g/L)的棉用匀染剂和任选的0.2～1.0g/L(优选0.3～0.8g/L)的阴离子表面活性剂；四羟甲基磷类阻燃剂的浓度为300～600g/L(优选320～570g/L)。在一个优选的实施方案中，在步骤g)中，将施加四羟甲基磷类阻燃剂水溶液的纤维素短纤维烘干到其含潮率为10～15％(优选11～14％)。在一个优选的实施方案中，在步骤h)中，在充氨净空间为3～4m3条件下，氨气流量为200～600L/min(优选250～550L/min)，在温度30～70℃(优选40～55℃)下氨熏5～20min(优选8～18min)。在一个优选的实施方案中，在步骤i)中，用氧化液进行氧化处理，所述氧化液包含1～5g/L(优选2～4g/L)的过氧化氢、0.5～2g/L(优选0.8～1.8g/L)的稳定剂和0.5～2g/L(优选0.8～1.6g/L)的分散剂。在一个优选的实施方案中，在步骤i)中，氧化处理时间为20～40min(优选20～35min)。在一个优选的实施方案中，在步骤k)中，烘干时间为10～30min(15～25min)，烘干温度为100～150℃(优选110～14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工阻燃纤维素短纤维的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/na)开松纤维素短纤维原材料，然后由气流输送至纤维喂入装置；/nb)纤维素短纤维经纤维喂入装置进入整理槽，在整理槽中将可循环使用的润涨液添加至纤维素短纤维，并连续1～3次地重复进行润涨液的施加，以便使纤维充分膨化；其中所述润涨液包含NaOH和/或KOH、除油剂、渗透剂、精炼剂、任选的尿素和任选的表面活性剂；/nc)经润涨液浸渍的纤维素短纤维进入后续的整理槽，并连续1～3次地进行水洗；/nd)经水洗的纤维素短纤维进入轧车，所述轧车压除纤维素短纤维中的水分，从而获得轧余率为65～90％的湿态纤维素短纤维；/ne)在烘干机中适度干燥d)所获得的湿态纤维素短纤维，使纤维素短纤维的带液量控制在25～55％；/nf)将经适度烘干的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中浸轧施加四羟甲基磷类阻燃剂水溶液，所述四羟甲基磷类阻燃剂水溶液中的四羟甲基磷类阻燃剂为四羟甲基磷类化合物；/ng)压榨并烘干在f)中获得的施加有四羟甲基磷类阻燃剂水溶液的纤维素短纤维；/nh)在g)中获得的纤维素短纤维进入氨熏机，在氨熏机中进行氨熏；/ni)将氨熏后的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中对其进行氧化，从而获得阻燃纤维素短纤维；/nj)在整理槽中将所获得的阻燃纤维素短纤维进行3～5次压榨和热水喷淋清洗，再经轧车处理压除多余水分；在最后一次清洗时施加纺纱油剂，使纺纱油剂均匀附着于纤维表面，最终轧除多余水分；/nk)干燥j)中获得的阻燃纤维素短纤维，而后任选地进行预梳理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种加工阻燃纤维素短纤维的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)开松纤维素短纤维原材料，然后由气流输送至纤维喂入装置；
b)纤维素短纤维经纤维喂入装置进入整理槽，在整理槽中将可循环使用的润涨液添加至纤维素短纤维，并连续1～3次地重复进行润涨液的施加，以便使纤维充分膨化；其中所述润涨液包含NaOH和/或KOH、除油剂、渗透剂、精炼剂、任选的尿素和任选的表面活性剂；
c)经润涨液浸渍的纤维素短纤维进入后续的整理槽，并连续1～3次地进行水洗；
d)经水洗的纤维素短纤维进入轧车，所述轧车压除纤维素短纤维中的水分，从而获得轧余率为65～90％的湿态纤维素短纤维；
e)在烘干机中适度干燥d)所获得的湿态纤维素短纤维，使纤维素短纤维的带液量控制在25～55％；
f)将经适度烘干的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中浸轧施加四羟甲基磷类阻燃剂水溶液，所述四羟甲基磷类阻燃剂水溶液中的四羟甲基磷类阻燃剂为四羟甲基磷类化合物；
g)压榨并烘干在f)中获得的施加有四羟甲基磷类阻燃剂水溶液的纤维素短纤维；
h)在g)中获得的纤维素短纤维进入氨熏机，在氨熏机中进行氨熏；
i)将氨熏后的纤维素短纤维由气流输送至纤维喂入装置，然后使其进入整理槽，在整理槽中对其进行氧化，从而获得阻燃纤维素短纤维；
j)在整理槽中将所获得的阻燃纤维素短纤维进行3～5次压榨和热水喷淋清洗，再经轧车处理压除多余水分；在最后一次清洗时施加纺纱油剂，使纺纱油剂均匀附着于纤维表面，最终轧除多余水分；
k)干燥j)中获得的阻燃纤维素短纤维，而后任选地进行预梳理。


2.根据权利要求1所述的加工阻燃纤维素短纤维的方法，其特征在于，在步骤b)中，所述润涨液包含20～80g/L的NaOH...

【专利技术属性】
技术研发人员：施楣梧，芦长江，刘登云，吴洪乾，曲岐山，魏维，
申请(专利权)人：山东芦氏阻燃纤维科技有限公司，山东芦氏特种面料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37