阻燃粘膠纖維的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種阻燃粘膠纖維的制備方法，包括以下步驟：(1)將氧化鋅加入粘膠溶液中，在10℃-40℃的條件下進行快速充分的攪拌；(2)將步驟(1)中攪拌后的混合溶液進行真空脫泡處理以除去溶液中所含的氣體，形成紡絲液；(3)將步驟(2)中的形成的紡絲液擠入凝固浴中抽絲形成初生絲，使氧化鋅分散在初生絲的內部及表層；(4)將初生絲經過牽伸、水洗、堿洗，最終得到含有氧化鋅的阻燃粘膠纖維。本發(fā)明提供的阻燃粘膠纖維的制備方法，該方法工藝簡單，易操作，用該制備方法制得的阻燃粘膠纖維具有較好的阻燃、耐熱、抑煙等效果，氧化鋅的加入不影響纖維的紡絲成形，紡絲性能較好。
【專利說明】阻燃粘膠纖維的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種阻燃粘膠纖維的制備方法。
【背景技術】
[0002]纖維素可以用于制造纖維、塑料、膠片、薄膜等，在民用、工業(yè)、醫(yī)學、國防和科學研究等方面都有著廣泛的用途。纖維素的資源是無限的，充分利用這一豐富的資源來發(fā)展纖維素工業(yè)，具有長遠的、重要的意義，而且，再生纖維素同天然纖維素一樣是環(huán)境友好的，可以再生和自然降解。
[0003]再生纖維素纖維，即粘膠纖維可以替代棉纖維，吸濕性好，易于染色，不易起靜電，光滑涼爽，穿著舒適，有較好的可紡性能，可以純紡，也可以與其他纖維如滌綸混紡，制成紡織品。但是現有的再生纖維素纖維不具有阻燃性能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種具有阻燃性能的阻燃粘膠纖維的制備方法。
[0005]一種阻燃粘膠纖維的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)、將氧化鋅加入粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下進行快速充分的攪拌；其中，所述粘膠溶液其原料以質量百分比計，包括質量百分比為6% -9%的a-纖維素，5% -6%的氫氧化鈉,余量為水；氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的5%?50% ；
[0007](2)、將步驟(I)中攪拌后的混合溶液進行真空脫泡處理以除去溶液中所含的氣體，形成紡絲液；其中，脫泡溫度為10°C _30°C，脫泡時間為20min-60min ；
[0008](3)、將步驟(2)中的形成的紡絲液擠入凝固浴中抽絲形成初生絲，使氧化鋅分散在初生絲的內部及表層；所述凝固浴以一升計，包括硫酸IOOg?130g、硫酸鈉230g?340g、硫酸鋅0?20g，余量為水；凝固浴溫度為10°C _50°C，凝固時間為3s?IOs ；
[0009](4)、將初生絲經過牽伸、水洗、堿洗，最終得到含有氧化鋅的阻燃粘膠纖維。
[0010]進一步地，所述步驟(I)包括:將氧化鋅的分散液加入粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下進行快速攪拌；其中，所述氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的20% -50%。
[0011]進一步地，所述氧化鋅為粒徑< 5 u m的微米或為納米級粒子。
[0012]進一步地，所述氧化鋅分散液的PH值為6-8。
[0013]進一步地，氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的5% -30%。
[0014]進一步地，凝固浴溫度優(yōu)選為30°C?50°C。
[0015]本發(fā)明提供的阻燃粘膠纖維的制備方法，該方法工藝簡單，易操作，用該制備方法制得的阻燃粘膠纖維具有較好的阻燃、耐熱、抑煙等效果，氧化鋅的加入不影響纖維的紡絲成形,紡絲性能較好。
【具體實施方式】[0016]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]實施例1:
[0018]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的5% ；
[0019]a -纖維素含量為6% ,氫氧化鈉含量為6% ;
[0020]硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為IO0C -50°c，凝固時間為5s ；
[0021]取12g ZnO加入到4000g a-纖維素含量為6%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C -30°c下進行真空脫泡處理20min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲。其中，所述凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為10°C -50°C，凝固時間為5s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0022]實施例2:
[0023]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的50% ；
[0024]a -纖維素含量為9 % ,氫氧化鈉含量為5.5%;
[0025]硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為10°C -50°c，凝固時間為3s ；
[0026]取180g ZnO加入到4000g a -纖維素含量為9%、氫氧化鈉含量為5.5%的粘膠溶液中，在10°c -40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C -30°c下進行真空脫泡處理60min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲。其中，所述凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為30°C _50°C，凝固時間為3s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0027]實施例3:
[0028]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的30% ；
[0029]a -纖維素含量為7 % ,氫氧化鈉含量為5 % ；
[0030]硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為10°C -50°c，凝固時間為IOs ；
[0031]取84g ZnO加入到4000g a -纖維素含量為7%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C -30°c下進行真空脫泡處理30min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲。其中，所述凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為30°C _50°C，凝固時間為10s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0032]實施例4:
[0033]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的20% ；[0034]a -纖維素含量為8 % ,氫氧化鈉含量為6 % ；
[0035]硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為10°C -50°c，凝固時間為IOs ；
[0036]取64g ZnO加入到4000g a -纖維素含量為8%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C _30°C下進行真空脫泡處理30min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲。其中，所述凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水；凝固浴溫度為30°C _50°C，凝固時間為10s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0037]實施例5:
[0038]本實施例與實施例1的唯一區(qū)別是凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉230g / L，余量為水。
[0039]實施例6:
[0040]本實施例與實施例2的唯一區(qū)別是凝固浴組成為硫酸130g、硫酸鈉300g、硫酸鋅IOg,余量為水。
[0041]實施例7:
[0042]本實施例與實施例3的唯一區(qū)別是凝固浴組成為硫酸120g、硫酸鈉340g、硫酸鋅20g,余量為水。
[0043]以下實施例均使用ZnO分散液:
[0044]實施例8:
[0045]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的33.3 %，氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的20%。
[0046]取83.5g ZnO含量為20%的納米ZnO分散液，該分散液的PH值為7，將該分散液加入到600g a -纖維素含量為8.35%、氫氧化鈉含量為5.8%的粘膠溶液中，在10°C -40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C _30°C下進行真空脫泡處理30min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲，所述凝固浴組成為硫酸含量為IOOg / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水，溫度為30°C，凝固時間為10s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0047]實施例9:
[0048]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的42.8%，氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的50%。
[0049]取239.7gZn0含量為50%的納米ZnO分散液，加入到4000g a -纖維素含量為7%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中。其他步驟同實施例8，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0050]實施例10:
[0051]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的30%，氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的 30%。
[0052]取360gZn0含量為30%的納米ZnO分散液，加入到4000g a-纖維素含量為9%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中。其他步驟同實施例7，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。[0053]實施例11:
[0054]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的20%，氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的 40% ?
[0055]取140gZn0含量為40 %的納米ZnO分散液，該分散液的PH值為6，將該分散液加入到4000g a -纖維素含量為7%、氫氧化鈉含量為6%的粘膠溶液中，在10°C _40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C _30°C下進行真空脫泡處理40min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲，所述凝固浴組成為硫酸含量為130g / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水，凝固浴溫度為30°C，凝固時間為8s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0056]實施例12:
[0057]氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的20%，氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的30%
[0058]取56.7gZn0含量為30 %的納米ZnO分散液，該分散液的PH值為8，將該分散液加入到1000g a -纖維素含量為8.5%、氫氧化鈉含量為5%的粘膠溶液中，在10°C _40°C的條件下快速攪拌Ih ;然后在10°C _30°C下進行真空脫泡處理40min，去除溶液中所含的氣體，得到粘膠/ ZnO混合紡絲液；將粘膠/ ZnO混合紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲，所述凝固浴組成為硫酸含量為130g / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水，凝固浴溫度為45°C，凝固時間為8s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到氧化鋅阻燃粘膠纖維。
[0059]對比例1:
[0060]稱取500g a -纖維素含量為8.35 %、氫氧化鈉含量為5.8 %的粘膠溶液，在IO0C -30°C的條件下真空脫泡40min后開`始紡絲，將紡絲液擠入到凝固浴中抽絲生成初生絲。凝固浴組成為硫酸含量為100g / L、硫酸鈉240g / L、硫酸鋅15g / L，余量為水，凝固浴溫度為30°C，凝固浴時間為10s。初生絲再經過牽伸、水洗、堿洗等過程，得到純粘膠纖維。
[0061]將實施例8、9與對比例I得到的氧化物阻燃粘膠纖維與粘膠纖維的阻燃性能進行比較。
[0062]對比例I的粘膠纖維的極限氧指數為20%，經錐形量熱測得熱釋放速率峰值為113.60KW / m2，質量損失速率峰值為0.178g / s，總煙釋放量為26.25m2 / m2。
[0063]實施例8的氧化鋅阻燃粘膠纖維的氧指數為27 %，比粘膠纖維提高7 %，經錐形量熱測得熱釋放速率峰值為103.12KW / m2，質量損失速率峰值為為0.142g / s，總煙釋放量為為10.99m2 / m2，與對比例I的粘膠纖維相比均有所降低，說明有較好的阻燃抑煙性能。
[0064]實施例9的氧化鋅阻燃粘膠纖維的氧指數為30%，比粘膠纖維提高10%，達到國家阻燃標準，說明有較好的阻燃性能。
[0065]本發(fā)明實施例中使用的氧化鋅分散液來自于市場購買，該氧化鋅分散液的生產廠家名稱為:杭州萬景新材料有限公司、生產地址為杭州拱墅區(qū)科技園祥園路28號、分散液具體名稱為納米氧化鋅分散液。
[0066]使用本發(fā)明制備方法制取的阻燃粘膠纖維除了具有阻燃性能外，還具有抗菌性、抗紫外線功能，能夠起到保健的效果，從而提高了產品品質。
[0067]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將氧化鋅加入粘膠溶液中，在10°c-40°c的條件下進行快速充分的攪拌；其中，所述粘膠溶液其原料以質量百分比計，包括質量百分比為6% -9%的a-纖維素，5%-6%的氫氧化鈉，余量為水；氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的5%?50% ； (2)、將步驟(I)中攪拌后的混合溶液進行真空脫泡處理以除去溶液中所含的氣體，形成紡絲液；其中，脫泡溫度為10°C _30°C，脫泡時間為20min-60min ； (3)、將步驟(2)中的形成的紡絲液擠入凝固浴中抽絲形成初生絲，使氧化鋅分散在初生絲的內部及表層；所述凝固浴以一升計，其原料包括硫酸100?130g、硫酸鈉230?340g、硫酸鋅0?20g，余量為水；凝固浴溫度為10°C _50°C，凝固時間為3?IOs ; (4)、將初生絲經過牽伸、水洗、堿洗，最終得到含有氧化鋅的阻燃粘膠纖維。
2.根據權利要求1所述的阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)包括:將氧化鋅分散液加入粘膠溶液中，在10°C _40°C的條件下進行快速攪拌；其中，所述氧化鋅占氧化鋅分散液總質量的20% -50%。
3.根據權利要求1或2所述的阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，所述氧化鋅為粒徑< 5 ii m的微米或為納米級粒子。
4.根據權利要求1或2所述的阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，所述氧化鋅分散液的PH值為6-8。
5.根據權利要求1或2所述的阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，氧化鋅的加入量為粘膠中a -纖維素質量的5% -30%。
6.根據權利要求1或2所述的阻燃粘膠纖維的制備方法，其特征在于，凝固浴溫度優(yōu)選為 30°C?50°C。
【文檔編號】D01F1/07GK103643334SQ201310688651
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】夏延致, 紀全, 宋翠翠, 李春霞, 全鳳玉, 馬曉梅 申請人:青島大學