一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用，该耐燃腈纶的制备工艺为：将锑氧化物粉末和十溴二苯乙烷粉末进行湿式研磨，按比例混合后，加入至聚丙烯腈熟料中，混合后的纺液经过滤、慢速搅拌后加压喷丝，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包制得。本发明专利技术制得的耐燃腈纶与纤维素纤维、强力纤维按一定比例组合可用于制备纱线、织物和服装，其中织物和服装的面料是经过含有腈纶瘦化处理的特殊面料制备工艺后获得的全新耐燃腈纶混纺面料，符合相应标准的阻燃要求，在维持舒适性不变的情况下，可大幅度降低原料成本。。

【技术实现步骤摘要】
一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用


[0001]本专利技术涉及石化、矿山、冶金、钢铁、造船、电力等阻燃防护、热防护的劳动防护
和窗帘、地毯、遮阳、隔断软包等家装阻燃
，特别是涉及一种耐燃腈纶、制备工艺及其在纱线、织物、服装中的应用。

技术介绍

[0002]随着经济的不断发展和人们生活水平的提高，阻燃织物的市场进一步扩大，相关的法规和技术标准的进一步完善，市场的需求扩大的同时，需求也不断细分化，市场要求性价比更好、可以大面积普及的阻燃织物产品。
[0003]常规的纯芳纶、纯聚酰亚胺、聚芳噁二唑纤维、芳砜纶等本质阻燃的产品得到应用的同时，成本高、体感差的缺点也显现出来。虽然上述纤维与阻燃粘胶、阻燃莫代尔等纤维素纤维进行混纺，一定程度降低了成本，增加了织物的舒适性，但这离市场的需求仍然相差甚远。
[0004]棉为主体的后处理阻燃织物的阻燃性能非常一般，克重偏高，面料手感偏硬，虽然价格便宜，但是撕破、撕破等物理指标低，且有持续释放甲醛等固有的缺点，特别是需要直接接触皮肤的产品，受到使用者的强烈抵触。
[0005]腈氯纶与纤维素、芳纶、聚酰亚胺等纤维混纺的产品很大程度上兼顾了阻燃性、舒适性和经济性的平衡，但在成本上与棉为主体的后处理阻燃织物相差太大。能用于与棉、粘胶、麻等非阻燃纤维混纺的腈氯纶，生产流程长、织造成本较高、生产厂家较少，售价相对较贵，其混纺产品的成本基本已经达到了底线，基本没有大的降低空间。同时腈氯纶由于耐热温度较低，特别是含有少量氨纶的织物，在加工过程中工艺较为复杂，容易产生次品。
[0006]迄今为止，在期刊论文、专利等文献中，广泛使用变形聚丙烯腈纤维、改性聚丙烯腈纤维、变性腈纶、改性腈纶、腈氯纶、阻燃腈纶等名称，其实均指的是腈氯纶。中文名称上的不同，容易造成概念上的混淆；英文常用Modacrylic来表达。根据业内达成的约定俗成的共识，丙烯腈含量高于35％、低于85％的合成纤维，称之为变性聚丙烯腈纤维(或改性聚丙烯腈纤维或变性腈纶或改性腈纶或腈氯纶)；丙烯腈含量低于35％不再归入聚丙烯类合成品；丙烯腈高于85％的称为聚丙烯纤维或腈纶，也就是普通腈纶。
[0007]到目前为止，普通腈纶的LOI值在17～19之间，不具备阻燃性能。多年来，日本、意大利及中国的普通腈纶的生产厂家在喷丝液中加入金属氧化物或磷系有机合成物微粒，尝试提高普通腈纶的阻燃性，但由于种种技术、环保、生产性的原因，产品阻燃效果不佳，均未取得成功。
[0008]随着阻燃剂烧结及合成技术水平的提高，以及提纯、精细研磨、混合工艺水平的提升，市面上出现了具备一定阻燃性能的普通腈纶，阻燃性比以往的阻燃普通腈纶有所提高，但仍然不能直接替换腈氯纶。
[0009]本专利技术制备了一种新型的耐燃腈纶，该耐燃腈纶仍然属于具有一定阻燃性的普通腈纶的范畴(即丙烯腈高于85％)，而不属于变性腈纶或者腈氯纶的范畴(即丙烯腈含量高
于35％、低于85％)。该纤维的成本仅仅是市面上腈氯纶价格的一半，成本优势明显。

技术实现思路

[0010]本专利技术的第一目的是提供一种耐燃腈纶及其制备工艺。该耐燃腈纶与现有的普通腈纶相比，阻燃性能得到了提高，符合NFPA2112或GB 8965.1，GB 8965.2，EN11611，EN 11612等国家标准及国际标准的技术要求。
[0011]本专利技术的第二目的是提供采用上述耐燃腈纶制备的纱线、织物及服装。该阻燃织物保持了良好舒适性，性价比高，能够被市场广泛接受。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：
[0013]一种耐燃腈纶制备工艺，包括以下步骤：
[0014]把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺或硫氰酸钠或二甲基亚砜或丙酮中，采用持续立体循环搅拌，3小时后过滤杂质后待用，记为A；溶剂不同，溶剂的比例和回收的设备及工艺条件稍有不同，基本工艺基本不同，不影响纤维的阻燃效果。
[0015]将锑氧化物粉末放入极限精磨机进行湿式研磨，送料速度为30～35kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为B；
[0016]将十溴二苯乙烷粉末放入极限研磨机进行湿式研磨，送料速度为25～30kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为C；
[0017]再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比3.1：0.9～1.1：3.9的比例(即该比例中不包括B和C中的水和溶剂质量)将B和C混合，立体循环搅拌30分钟，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40～45kg/hr，研磨4小时，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；其中，若D在密封静置过程中出现分层现象，使用前需立体循环搅拌30分钟后使用；
[0018]按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为14～17.5份(即该份数中不包括D中的水和溶剂质量)的比例取出D，加入至A中，以不高于20kg/min的速率持续加入，同时以每分钟立体循环不低于5次的速率持续搅拌4hr以上，记为E；
[0019]将罐搅拌4hr以上的E通过十字交叉混合设备，送入高压多层过滤室，过滤后的纺液送入喷丝前储液罐，并保持慢速搅拌待喷丝用，记为F；
[0020](2)将F进行加压喷出喷丝口，以1.05～1.1的牵伸倍数通过第一槽，然后逐步加大第二槽和第三槽的牵伸倍数，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包；烘箱空气温度的绝对温度控制在195度以下，烘筒表面温度控制在203度以下；
[0021]将卷曲度控制在12～14峰/inch，纤维分散性良好，粘结率低于8％；纺纱用纤维纤度设计为1.5d、2.0d、5d等需要的纤度,最粗不超过100d,,平均纤度变化控制在3％以内，纤维剪切为38mm、51mm、102mm、127mm长度，根据使用用途，也可以采用长丝包装，长丝不加卷曲；单纤强力确保在2.5cN/dtex以上。
[0022]一种采用上述制备工艺制得的耐燃腈纶。
[0023]一种采用本专利技术所述耐燃腈纶的纱线，其中，所述耐燃腈纶至少占纱线总质量的30％。
[0024]其中，至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；
[0025]其中，所述纤维素纤维包括棉、非阻燃粘胶、阻燃粘胶、亚麻中的至少一种；所述强力纤维为间位芳纶、对位芳纶或者聚酰亚胺纤维中的至少一种；
[0026]所述耐燃腈纶占三组纤维总质量30％～75％；所述强力纤维占三组纤维总质量5％～50％；所述纤维素纤维占三组纤维总质量10％～43.75％。
[0027]优选的，所述耐燃腈纶占三组纤维总质量35％～70.53％；所述强力纤维占三组纤维总质量8.42％～25％；
[0028]更优选的，所述耐燃腈纶占三组纤维总质量37.5％～55％；强力纤维占三组纤维总质量10％～18.75％。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐燃腈纶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺或硫氰酸钠或二甲基亚砜或丙酮中，采用持续立体循环搅拌，过滤杂质后待用，记为A；将锑氧化物粉末进行湿式研磨，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，待用，记为B；将十溴二苯乙烷粉末进行湿式研磨，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，待用，记为C；再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比3.1：0.9～1.1：3.9的比例将B和C混合，立体循环搅拌，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40～45kg/hr，研磨，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为14～17.5份的比例取出D，加入至A中，持续搅拌，记为E；将E送入高压多层过滤室，过滤后的纺液送入喷丝前储液罐，并保持慢速搅拌待喷丝用，记为F；(2)将F进行加压喷出喷丝口，以1.05～1.1的牵伸倍数通过第一槽，然后逐步加大第二槽和第三槽的牵伸倍数，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包；烘箱空气温度的绝对温度控制在195度以下，烘筒表面温度控制在203度以下；将卷曲度控制在12～14峰/inch，纤维分散性良好，粘结率低于8％；单纤强力确保在2.5cN/dtex以上。2.根据权利要求1所述的耐燃腈纶制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)具体为，把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺或硫氰酸钠或二甲基亚砜或丙酮中中，采用持续立体循环搅拌，3小时后过滤杂质后待用，记为A；将锑氧化物粉末放入极限精磨机进行湿式研磨，送料速度为30～35kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为B；将十溴二苯乙烷粉末放入极限研磨机进行湿式研磨，送料速度为25～30kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为C；再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比3.1：0.9～1.1：3.9的比例将B和C混合，立体循环搅拌30分钟，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40～45kg/hr，研磨4小时，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；其中，若D在密封静置过程中出现分层现象，使用前需立体循环搅拌30分钟后使用；按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为14～17.5份的比例取出D，加入至A中，以不高于20kg/min的速率持续加入，同时以每分钟立体循环不低于5次的速率持续搅拌4hr以上，记为E；将罐搅拌4hr以上的E通过十字交叉混合设备，送入高压多层过滤室，过滤后的纺液送入喷丝前储液罐，并保持慢速搅拌待喷丝用，记为F。3.权利要求1或2所述的制备工艺制得的耐燃腈纶。4.一种采用权利要求3所述耐燃腈纶的纱线，其特征在于：所述耐燃腈纶至少占纱线总质量的30％。
5.根据权利要求4所述的纱线，其特征在于：至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；其中，所述纤维素纤维包括棉、非阻燃粘胶、阻燃粘胶、亚麻中的至少一种；所述强力纤维为间位芳纶、对位芳纶或者聚酰亚胺纤维中的至少一种；所述耐燃腈纶占三组纤维总质量30％～75％；所述强...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，
申请(专利权)人：南通谐好安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：