本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

丙綸是發(fā)展最為迅速的合成纖維，目前已是合成纖維的第四大品種，是常見(jiàn)化學(xué)纖維中最輕的纖維。丙綸可以純紡或與羊毛、棉或粘膠等混紡混織來(lái)制作各種衣料，用于織各種針織品如織襪、手套、針織衫、針織褲，洗碗布，蚊帳布，被絮，保暖填料、尿布濕等。丙綸及其制品也可以作為原料使用于地毯、漁網(wǎng)，帆布，水龍帶，混凝土增強(qiáng)材料。丙綸近火焰即熔縮，易燃，離火燃燒緩慢并冒黑煙，火焰上端黃色，下端藍(lán)色，散發(fā)出石油味，燒后灰燼為硬圓淺黃褐色顆粒。

在一些火災(zāi)中，很多被“燒死”的人實(shí)際上是先煙氣中毒窒息死亡之后又被火燒的。紡織品往往是火災(zāi)中濃煙的主要來(lái)源，控制燃燒過(guò)程中的發(fā)煙量將有助于大幅度減少傷亡人數(shù)。紡織品較易燃燒并釋放大量的煙及有毒氣體，其原因在于紡織品是熱的不良導(dǎo)體，燃燒的過(guò)程往往局部經(jīng)歷熔融、裂解并最終燃燒，燃燒具有不同時(shí)性，因此熔融、裂解速度將決定了紡織品的燃燒性。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，提高紡織品的導(dǎo)熱性能、熔融和裂解的速度將使會(huì)使紡織品的燃燒更為徹底，發(fā)煙量大幅減少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服丙綸纖維燃燒會(huì)釋放出大量的黑煙對(duì)人體的健康產(chǎn)生重大的危害的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的：

一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法，包括如下步驟：

1)納米微膠囊助燃劑的準(zhǔn)備：混合納米金屬粉末、聚乙二醇、乙醇并在超聲波發(fā)生器中均勻分散，依次加入苯乙烯、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮、六水氯化鐵，得到混合物，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至65～70℃，在超聲波發(fā)生器中持續(xù)攪拌12～24h后，離心沉降后并以丙酮洗滌，洗滌完畢，真空冷凍干燥，即得納米微膠囊助燃劑；

2)紡絲原料的準(zhǔn)備：將普通丙綸切片與納米微膠囊助燃劑按質(zhì)量比100：3～5混合均勻后，于160～180℃下攪拌30～60min，即得紡絲原料；

3)丙綸紡絲：采用傳統(tǒng)丙綸的熔融紡絲工藝制得易燃低煙丙綸初纖維；

4)后加工：將步驟3)所制得的易燃低煙丙綸纖維置入30～50℃的氧化環(huán)境下氧化24～48h，即得易燃低煙丙綸纖維。

優(yōu)選地，所述納米微膠囊助燃劑包括如下重量配比的原料：納米金屬粉末20～25份，苯乙烯40～60份，聚乙二醇70～80份，乙醇1000～1500份，偶氮二異丁腈1～3份，聚乙烯吡咯烷酮1～3份、六水氯化鐵0.5～1.5份。

優(yōu)選地，所述納米金屬粉末為納米鋁粉或納米鎂粉。

優(yōu)選地，所述納米金屬粉末的中心粒徑為10～30nm。

優(yōu)選地，超聲波的功率為300～400w，頻率為40khz；離心沉降的離心速率為10000～15000rpm，時(shí)間為5～10min。

優(yōu)選地，真空冷凍干燥的溫度為-80～-60℃，氣壓為0.1～0.5kpa，時(shí)間為72～96h。

優(yōu)選地，紡絲速度為600～800m/min，易燃低煙丙綸初生纖維的纖度為40～80dtex。。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)采用原位聚合法對(duì)納米鋁粉或納米鎂粉進(jìn)行微膠囊化，制得一種球狀的納米微膠囊助燃劑，其球體平均直徑為100～150nm，在燃燒的過(guò)程中，隨著納米微膠囊助燃劑表層聚苯乙烯燒蝕會(huì)使具有較大比表面積和比表面能的納米鋁粉或納米鎂粉迅速釋放，大幅度提高丙綸纖維的燃燒能，加快丙綸纖維的熔融和裂解的速度，并使燃燒更為完全，發(fā)煙量大幅減少；

2)通過(guò)將暴露于易燃低煙丙綸纖維表層的納米微膠囊助燃劑進(jìn)行氧化作用，使易燃低煙丙綸纖維表層形成氧化層，丙綸纖維內(nèi)部的納米微膠囊助燃劑因此減少受到空氣中氧氣的侵蝕氧化作用，提高易燃低煙丙綸纖維的使用壽命。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

其實(shí)施例一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法，包括如下步驟：

1)納米微膠囊助燃劑的準(zhǔn)備：混合中心粒徑為10nm的納米鋁粉20g、聚乙二醇70g、乙醇1000g并在超聲波發(fā)生器中(功率為300w，頻率為40khz)均勻分散，依次加入苯乙烯40g、偶氮二異丁腈1g、聚乙烯吡咯烷酮1g、六水氯化鐵0.5g，得到混合物，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至65℃，在超聲波發(fā)生器(功率為300w，頻率為40khz)中持續(xù)攪拌12h后，離心(離心速率為10000rpm，時(shí)間為10min)沉降后并以丙酮(200ml)洗滌，洗滌完畢，真空冷凍干燥，真空冷凍干燥的溫度為-80℃，氣壓為0.1kpa，時(shí)間為72h，即得納米微膠囊助燃劑；

2)紡絲原料的準(zhǔn)備：將普通丙綸切片與納米微膠囊助燃劑按質(zhì)量比100：3混合均勻后，于160℃下攪拌30min，即得紡絲原料；

3)丙綸紡絲：采用傳統(tǒng)丙綸的熔融紡絲工藝制得易燃低煙丙綸初纖維；其中，紡絲速度為600m/min，紡制得纖度為40dtex易燃低煙丙綸初生纖維；

4)后加工：將步驟3)所制得的易燃低煙丙綸纖維置入30℃的氧化環(huán)境下氧化48h，即得易燃低煙丙綸纖維。

根據(jù)gb/t5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)易燃低煙丙綸纖維進(jìn)行試驗(yàn)氧指數(shù)法的測(cè)試，測(cè)得其氧指數(shù)法為16.1％，該氧指數(shù)小于普通丙綸纖維的18.6％，說(shuō)明本實(shí)施便所制得的易燃低煙丙綸纖維較普通丙綸纖維更易燃燒。

實(shí)施例2

其實(shí)施例一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法，包括如下步驟：

1)納米微膠囊助燃劑的準(zhǔn)備：混合中心粒徑為30nm的納米鎂粉25g、聚乙二醇80g、乙醇1500g并在超聲波發(fā)生器中(功率為400w，頻率為40khz)均勻分散，依次加入苯乙烯60g、偶氮二異丁腈3g、聚乙烯吡咯烷酮3g、六水氯化鐵1.5g，得到混合物，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至70℃，在超聲波發(fā)生器(功率為400w，頻率為40khz)中持續(xù)攪拌24h后，離心(離心速率為15000rpm，時(shí)間為5min)沉降后并以丙酮(200ml)洗滌，洗滌完畢，真空冷凍干燥，真空冷凍干燥的溫度為-60℃，氣壓為0.5kpa，時(shí)間為96h，即得納米微膠囊助燃劑；

2)紡絲原料的準(zhǔn)備：將普通丙綸切片與納米微膠囊助燃劑按質(zhì)量比100：5混合均勻后，于180℃下攪拌60min，即得紡絲原料；

3)丙綸紡絲：采用傳統(tǒng)丙綸的熔融紡絲工藝制得易燃低煙丙綸初纖維；其中，紡絲速度為800m/min，紡制得纖度為80dtex易燃低煙丙綸初生纖維；

4)后加工：將步驟3)所制得的易燃低煙丙綸纖維置入50℃的氧化環(huán)境下氧化24h，即得易燃低煙丙綸纖維。

根據(jù)gb/t5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)易燃低煙丙綸纖維進(jìn)行試驗(yàn)氧指數(shù)法的測(cè)試，測(cè)得其氧指數(shù)法為14.3％，該氧指數(shù)小于普通丙綸纖維的18.6％，說(shuō)明本實(shí)施便所制得的易燃低煙丙綸纖維較普通丙綸纖維更易燃燒。

實(shí)施例3

其實(shí)施例一種易燃低煙丙綸纖維的制備方法，包括如下步驟：

1)納米微膠囊助燃劑的準(zhǔn)備：混合中心粒徑為20nm的納米鎂粉23g、聚乙二醇75g、乙醇1200g并在超聲波發(fā)生器中(功率為350w，頻率為40khz)均勻分散，依次加入苯乙烯50g、偶氮二異丁腈2g、聚乙烯吡咯烷酮2g、六水氯化鐵1g，得到混合物，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至66℃，在超聲波發(fā)生器(功率為350w，頻率為40khz)中持續(xù)攪拌18h后，離心(離心速率為12000rpm，時(shí)間為8min)沉降后并以丙酮(200ml)洗滌，洗滌完畢，真空冷凍干燥，真空冷凍干燥的溫度為-70℃，氣壓為0.3kpa，時(shí)間為84h，即得納米微膠囊助燃劑；

2)紡絲原料的準(zhǔn)備：將普通丙綸切片與納米微膠囊助燃劑按質(zhì)量比100：4混合均勻后，于170℃下攪拌45min，即得紡絲原料；

3)丙綸紡絲：采用傳統(tǒng)丙綸的熔融紡絲工藝制得易燃低煙丙綸初纖維；其中，紡絲速度為700m/min，紡制得纖度為60dtex易燃低煙丙綸初生纖維；

4)后加工：將步驟3)所制得的易燃低煙丙綸纖維置入40℃的氧化環(huán)境下氧化36h，即得易燃低煙丙綸纖維。

根據(jù)gb/t5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)易燃低煙丙綸纖維進(jìn)行試驗(yàn)氧指數(shù)法的測(cè)試，測(cè)得其氧指數(shù)法為15.9％，該氧指數(shù)小于普通丙綸纖維的18.6％，說(shuō)明本實(shí)施便所制得的易燃低煙丙綸纖維較普通丙綸纖維更易燃燒。