用于改善的防暴燃和电弧的晶形间位芳族聚酰胺共混物制造技术

适用于防电弧和火焰并具有改善的防暴燃的纱线、织物和衣服包含按重量计大量的具有至少２０％结晶度的间位芳族聚酰胺纤维以及少量的改性聚丙烯腈纤维、对位芳族聚酰胺纤维和防静电纤维。由所述纱线制成的衣服能够提供热保护，使得穿着者根据ＡＳＴＭ　Ｆ１９３０暴露于暴燃４秒钟时将经历小于６５％的身体烧伤，同时根据ＡＳＴＭ　Ｆ１９５９和ＮＦＰＡ　７０Ｅ保持２类电弧等级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善的防暴燃和电弧的晶形间位芳族聚酰胺共混物
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及用于织物生产的混纺纱，所述织物不仅具有防电弧和火焰特性，而且 还具有当暴露于暴燃时改善的性能。本专利技术还涉及用此类织物生产的衣服。2.
技术介绍
当用防护服装保护工作者免受可能的暴燃时，暴露于实际火焰的时间为重要考虑 因素。一般来讲，使用术语“暴燃”是由于暴露于火焰的持续时间极短，大约几秒钟。此外， 尽管一秒钟的差值看似很小，但是当暴露于火灾时，多暴露于火焰一秒钟就意味着烧伤的 重大差别。暴燃中材料的性能可利用ASTM F1930测试方案用装有仪器的人体模型来测量。人 体模型穿有要测量的材料，随后暴露于来自喷焰器的火焰。分配在整个人体模型上的温度 传感器测量人体模型经历的局部温度，所述温度将为人体在经受相同的火焰量时所经历的 温度。在给定标准的火焰强度的情况下，人体将经受的烧伤程度(即，一度烧伤、二度烧伤 等)及身体烧伤的百分数可由人体模型温度数据确定。授予Zhu等人的美国专利7，348，059公开了用于防电弧和火焰织物及衣服的变性 聚丙烯腈/芳族聚酰胺纤维共混物。此类共混物具有高含量G0-70重量％)的改性聚丙 烯腈纤维和低含量(10-40重量％)的具有至少20%结晶度的间位芳族聚酰胺纤维、以及 对位芳族聚酰胺纤维(5-20重量％)。由此类共混物制成的织物和衣服提供了对电弧及暴 露于暴燃至多3秒钟的防护。授予am的美国专利申请公布US2005/0025963公开了由具 有以下组成的共混物制成的改善的防火共混物、纱线、织物及衣物制品10-75份的至少一 种芳族聚酰胺短纤维、15-80重量份的至少一种改性聚丙烯腈短纤维、以及5-30重量份的 至少一种脂族聚酰胺短纤维。该共混物将不会提供186. 5至237克/平方米(5. 5至7盎 司/平方码)范围内的用于织物的2类电弧等级，这是由于该共混物中易燃的脂族聚酰胺 纤维的高比例。授予Lovasic等人的美国专利7，156，883公开了包括非晶形间位芳族聚酰 胺纤维、晶形间位芳族聚酰胺纤维和阻燃纤维素纤维的纤维共混物、织物和防护服，间位芳 族聚酰胺纤维占50至85重量％，其中三分之一至三分之二的间位芳族聚酰胺纤维为非晶 形的且三分之二至三分之一的间位芳族聚酰胺纤维为晶形的。此外，由这些共混物制备的 织物将不会提供186. 5至237克/平方米(5. 5至7盎司/平方码)范围内的用于织物的 2类电弧等级。根据NFPA 2112标准，暴燃防护服装所需的最低性能为3秒钟的火焰暴露下小于 50%的身体烧伤。由于暴燃对于一些工业中的工作者为非常现实的威胁，并且不可能完全 预料个人将吞没在火焰中多长时间，因此防护服装织物和衣服的暴燃性能的任何改善都有 可能挽救生命。具体地讲，如果防护服装可提供对于超过3秒钟，例如4秒钟或更多的火焰 暴露的增强保护，则其代表多达33%或更多的潜在暴露时间的增加。暴燃代表工作者会经历的最极端热威胁类型之一；此类威胁比简单暴露于火焰苛刻的多。因此，提供改善的暴燃 性能与低基重下的高防电弧程度组合的任何改善是所希望的。专利技术概述本专利技术涉及用于防电弧和火焰中的纱线、以及由该纱线制成的织物和衣服，所述 纱线基本上由50至80重量％的具有至少20%结晶度的间位芳族聚酰胺纤维、10至30重 量％的改性聚丙烯腈纤维、5至20重量％的对位芳族聚酰胺纤维、以及1至3重量％的防静 电纤维组成，所述重量百分数是按组分(a)、(b)、(c)和(d)的总重量计。所述织物和衣服 具有在186. 5至237克/平方米(5. 5至7盎司/平方码)范围内的基重。在一个实施方案中，由所述纱线制成的衣服提供热保护，使得穿着者根据ASTM F1930暴露于暴燃4秒钟时将经历小于65%的预测身体烧伤同时保持2类电弧等级。专利技术详述本专利技术涉及提供织物和衣服可由其制备的纱线，所述织物和衣服既提供电弧保护 又提供优异的暴燃保护。电弧通常涉及数千伏的电压和数千安培的电流，使衣服或织物暴 露于强烈的入射能量。为了提供对穿着者的保护，衣服或织物必须抵抗该能量透过至穿着 者的转移。据信这种抵抗通过织物吸收入射能量的一部分和通过织物抗裂开以及织物与穿 着者身体之间的气隙来实现。裂开期间在织物中形成的洞使表面或穿着者直接暴露于入射 能量°除了抵抗来自电弧的强烈的入射能量之外，衣服和织物还抵抗由于长期暴露于大 于3秒钟的暴燃的能量的热转移。据信本专利技术通过吸收入射能量的一部分并且通过使得传 递的热能减少的改善炭化来减少能量传递。纱线基本上由间位芳族聚酰胺纤维、改性聚丙烯腈纤维、对位芳族聚酰胺纤维和 防静电纤维的共混物组成。通常，纱线由50至80重量％的具有至少20%结晶度的间位芳族 聚酰胺纤维、10至30重量％的改性聚丙烯腈纤维、5至20重量％的对位芳族聚酰胺纤维、 以及1至3重量％的防静电纤维组成。优选地，纱线由65至75重量％的具有至少20%结 晶度的间位芳族聚酰胺纤维、15至25重量％的改性聚丙烯腈纤维、5至15重量％的对位芳 族聚酰胺纤维、以及2至3重量％的防静电纤维组成。以上百分比按四种所述组分计。所 谓的“纱线”是指纺丝或加捻在一起以形成连续股线的纤维集合，所述股线可用于编织、针 织、编结、或编辫、或换句话讲制备成纺织材料或织物。如本文所用，“芳族聚酰胺”是指聚酰胺，其中至少85%的酰胺(-C0NH-)连接基直 接连接到两个芳族环。可将添加剂与芳族聚酰胺一起使用，并且实际上已发现，可将多达10 重量％的其他聚合材料与芳族聚酰胺共混，或者可使用共聚物，所述共聚物具有多达10% 的替代芳族聚酰胺二胺的其他二胺，或多达10%的替代芳族聚酰胺二酰氯的其他二酰氯。 合适的芳族聚酰胺纤维描述于Man-Made Fibers—Science and ^Technology，第2卷，名称 为 Fiber-Forming Aromatic Polyamides 的章节中，第 297 页，W. Black等人，Interscience 出版社，1968年。芳族聚酰胺纤维也公开于美国专利4，172，938,3, 869，429,3, 819，587、 3，673，143、3，354，127和3，094，511中。间位芳族聚酰胺为其中酰胺键相对于彼此处于间 位的那些酰胺，而对位芳族聚酰胺为其中酰胺键相对于彼此位于对位的那些酰胺。最常用 的酰胺为聚(间苯二甲酰间苯二胺)和聚对苯二甲酰对苯二胺。当用于纱线中时，间位芳族聚酰胺纤维提供具有约沈的极限氧指数(LOI)的阻燃炭化纤维。间位芳族聚酰胺纤维还阻止由于暴露于火焰而对纱线的损伤传播。由于间位 芳族聚酰胺纤维在模量和伸长物理特性之间的平衡，其还提供用于单层织物衣服的舒适织 物，所述单层织物衣服旨在作为常规衬衫、裤子和连衣工作服形式的工作服穿用。关键的是 纱线具有至少50重量％的间位芳族聚酰胺纤维以向轻型织物和衣服提供改善的炭化，从 而阻止长期暴露于暴燃期间的能量热转移。在一些优选的实施方案中，纱线含有至少65重 量％的间位芳族聚酰胺纤维。在一些实施方案中，间位芳族聚酰胺纤维优选的最大量为75 重量％或更小。然而，也可利用高达80重量％的量。所谓改性聚丙烯腈纤维是指由主要包含丙烯腈的聚合物制本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于防电弧和火焰的纱线，所述纱线基本上由以下组成：（ａ）５０至８０重量％的具有至少２０％的结晶度的间位芳族聚酰胺纤维；（ｂ）１０至３０重量％的改性聚丙烯腈纤维；（ｃ）５至２０重量％的对位芳族聚酰胺纤维；和（ｄ）１至３重量％的防静电纤维；所述百分比按组分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·朱，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US