一種阻燃氨綸纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及紡織纖維，具體設(shè)及一種阻燃氨絕纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展和人們安全意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)纖維制品阻燃性能的要求越來(lái)越突 出；在服用紡織品、室內(nèi)裝飾織物、交通運(yùn)輸、防護(hù)及工業(yè)用紡織品等領(lǐng)域，均對(duì)阻燃纖維提 出了更高的要求，與此對(duì)應(yīng)，具備阻燃性能的纖維種類也更加豐富：阻燃粘膠纖維、阻燃聚 丙締臘纖維(臘絕），阻燃聚乙締醇纖維(維絕）、阻燃聚醋纖維(涂絕）、阻燃聚丙締纖維(丙 絕）、阻燃聚酷胺纖維(錦絕）、阻燃聚芳酷胺纖維(芳絕），W及PBI纖維、PPS纖維和PTO纖維 等。而氨絕，即聚氨醋彈性纖維，因其優(yōu)異的服用性能和不可替代性，在上述服用紡織品、室 內(nèi)裝飾織物、防護(hù)及工業(yè)用紡織品等領(lǐng)域的使用更加廣泛，用量也更大，由最初的3%~5%增 加至在某些領(lǐng)域的用量甚至達(dá)到15%~20%。但氨絕易燃，其極限氧指數(shù)只有17%，與其他阻燃 纖維共混時(shí)，會(huì)因其易燃性而嚴(yán)重影響阻燃織物及面料的阻燃性能。因此，制備一種阻燃氨 絕纖維是一個(gè)非常迫切的課題，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]目前大部分阻燃纖維的制備方法，主要包括共聚阻燃改性、共混阻燃改性、復(fù)合紡 絲改性、接枝阻燃改性和織物后整理等。不同種類的纖維因其性能各異，在獲得阻燃性能時(shí) 會(huì)選用不同的制備方法。如，阻燃丙絕一般會(huì)采用共混改性的方法，織物后整理一般用于天 然纖維織物及其與合成纖維混紡織物的阻燃加工，而共聚改性主要用于加聚型(聚丙締臘） 和縮聚型(聚醋、聚酷胺)等。接枝阻燃改性是用放射熱、高能電子束或化學(xué)引發(fā)劑使纖維與 阻燃單體接枝共聚，該法制備阻燃纖維的阻燃性與接枝單體中的阻燃元素及接枝共聚的部 位有關(guān)。復(fù)合紡絲的阻燃改性應(yīng)用較少，主要是因?yàn)槠鋸?fù)雜的紡絲設(shè)備對(duì)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn) 成本的要求都較高。
[0004]阻燃劑種類繁多，按化合物類型可分為無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。其中無(wú)機(jī)阻燃 劑具有熱穩(wěn)定好、抑煙且價(jià)格便宜等特點(diǎn)，但是其耐洗性差，運(yùn)是因?yàn)闊o(wú)機(jī)阻燃劑具有較強(qiáng) 的極性與親水性，同非極性的織物兼容性差。同時(shí)為了達(dá)到規(guī)定的阻燃要求，無(wú)機(jī)阻燃劑添 加量較大，運(yùn)對(duì)材料的機(jī)械性能和加工性能影響較大。有機(jī)阻燃劑包括面系和憐系兩個(gè)系 列，其中面系阻燃劑雖具有優(yōu)異的阻燃效果，但由于其分解產(chǎn)物中含有面酸，存在燃燒時(shí)煙 霧大，對(duì)人體有害、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步縮減。而無(wú)面憐系阻燃劑沒(méi)有W 上缺點(diǎn)，且阻燃效果好。
[0005]利用阻燃劑之間的協(xié)同作用可W提高阻燃性能。具有協(xié)同效應(yīng)的阻燃體系阻燃效 果好，既可阻燃又可抑煙，使阻燃性能增強(qiáng)。
[0006] 授權(quán)公開號(hào)為CN103590138B的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種阻燃聚氨醋彈性纖維的 審恪方法，其使用含有-COOH和HP0221 勺一種憐系阻燃劑做反應(yīng)型阻燃劑，使用共聚阻燃改 性的方法W獲得阻燃聚氨醋彈性纖維;但根據(jù)氨絕的結(jié)構(gòu)分析，此阻燃劑在擴(kuò)鏈時(shí)和胺類 擴(kuò)鏈劑一起加入，必定會(huì)影響氨絕的反應(yīng)過(guò)程和物理性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的及實(shí)現(xiàn)該目的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:選用適合氨絕纖維的阻燃劑 和制備方法，不僅可獲得良好的阻燃性能，且對(duì)纖維性能無(wú)損傷，安全環(huán)保性好。
[0008] 本發(fā)明解決所述阻燃氨絕纖維技術(shù)問(wèn)題的方案是：一種阻燃氨絕纖維的制備方 法，通過(guò)紡絲原液與無(wú)面憐系阻燃劑共混獲得阻燃性，并使用協(xié)同阻燃劑獲得更高的阻燃 性能，共混后的紡絲原液干法紡絲，制備的氨絕纖維具有良好的阻燃性，適用于各防護(hù)領(lǐng) 域。
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)W下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種阻燃氨絕纖維的制備方法，其特征在于:包含如下步驟： a) 在DMAC(二甲基乙酷胺）溶液中，將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1:1.55~1: 2.15反應(yīng)制得預(yù)聚物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得紡絲所需粘度的聚 氨醋聚合物溶液； b) 將苯基麟酸醋類的無(wú)面憐系阻燃劑、非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑、助染劑和其他助 劑添加到聚氨醋聚合物溶液中，混合均勻，熟化，紡絲。
[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可W通過(guò)W下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 前述的步驟a)用W下步驟C)替代： C)將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1:1.55~1: 2.15反應(yīng)制得預(yù)聚物，再W二胺類 擴(kuò)鏈劑與其反應(yīng)，用DMAC調(diào)節(jié)濃度，制得紡絲所需粘度的聚氨醋聚合物溶液。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的苯基麟酸醋類的無(wú)面憐系阻燃劑為PSPPP(聚苯基麟酸二苯諷 醋），PSPPP的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的1%-3%，所述的非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑 為二氧化娃，二氧化娃的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的2%。
[0012] 由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1.共混法比織物后整理法擁有更好的耐牢性，阻燃性能更好。
[0013] 2.苯基麟酸醋類無(wú)面憐系阻燃劑環(huán)保，結(jié)構(gòu)中的C-P鍵提供更好的阻燃性能。
[0014] 3.本發(fā)明所選用的苯基憐酸醋類阻燃劑溶于DMAC，易于阻燃劑與氨絕原液的混 合，保證了紡絲原液的均勻性和可紡性。
[0015] 4.采用苯基麟酸醋類無(wú)面憐系阻燃劑與氨絕原液共混與使用反應(yīng)型阻燃劑與之 共聚相比，前者不影響氨絕的擴(kuò)鏈反應(yīng)，不影響氨絕性能，是更適合氨絕使用的制備方法。
[0016] 5.利用阻燃劑之間的協(xié)同作用可W提高阻燃性能。而本發(fā)明中優(yōu)選親水性納米 級(jí)二氧化娃為協(xié)同阻燃，利用P-Si的協(xié)同作用可W顯著提高阻燃性能。且二氧化娃與氨絕 油劑中的硅油元素組分類似，不會(huì)引入其它金屬離子等，符合Oeko-Tex100標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] W下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，本專利請(qǐng)求保護(hù)的范圍不僅限于此： 實(shí)施例1:在DMAC溶液中，將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1: (1.55~2.15)反應(yīng)制 得預(yù)聚物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得所需粘度的聚氨醋聚合物溶液。 然后將抗氧劑、防黃劑等其他助劑添加到聚氨醋聚合物溶液中，混合均勻，熟化，紡絲。
[0018] 實(shí)施例2:在DMAC溶液中，將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1: (1.55~2.15)反 應(yīng)制得預(yù)聚物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得所需粘度的聚氨醋聚合物 溶液。然后將阻燃劑與其他抗氧劑、防黃劑等其他助劑添加到聚氨醋聚合物溶液中，混合均 勻，熟化，紡絲。其中，無(wú)面憐系阻燃劑優(yōu)選聚苯基麟酸二苯諷醋(PSPPP)，其中PSPPP的添加 量為阻燃氨絕纖維總重量的1%dPSPPP具有如下結(jié)構(gòu)：
實(shí)施例3:按實(shí)施例2所述同樣方法生產(chǎn)氨絕纖維，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕纖維 總重量的3〇/〇。
[0019] 實(shí)施例4:按實(shí)施例2所述同樣方法生產(chǎn)氨絕纖維，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕 纖維總重量的5%。
[0020] 實(shí)施例5:按實(shí)施例2所述同樣方法生產(chǎn)氨絕纖維，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕 纖維總重量的7%。
[0021] 實(shí)施例6:在DMAC溶液中，將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1: (1.55~2.15)反 應(yīng)制得預(yù)聚物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得所需粘度的聚氨醋聚合物 溶液。然后將阻燃劑、協(xié)同阻燃劑與其他抗氧劑、防黃劑等其他助劑添加到聚氨醋聚合物溶 液中，混合均勻，熟化，紡絲。其中，無(wú)面憐系阻燃劑優(yōu)選聚苯基麟酸二苯諷醋(PSPPP)，協(xié)同 阻燃劑優(yōu)選二氧化娃，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的0%，二氧化娃的添加量 為阻燃氨絕纖維總重量的2%。
[0022] 實(shí)施例7:按實(shí)施例6所述同樣方法生產(chǎn)氨絕纖維，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕 纖維總重量的1%，二氧化娃的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的2%。
[0023] 實(shí)施例8:按實(shí)施例6所述同樣方法生產(chǎn)氨絕纖維，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕 纖維總重量的3%，二氧化娃的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的2%。
[0024] 實(shí)施例9:將聚酸二元醇和二異氯酸醋W摩爾比1: (1.55~2.15)反應(yīng)制得預(yù)聚物， 再W二胺類擴(kuò)鏈劑與其反應(yīng)，用DMAC調(diào)節(jié)濃度，制得所需粘度的聚氨醋聚合物溶液。將阻燃 劑、協(xié)同阻燃劑與其他抗氧劑、防黃劑等其他助劑添加到聚氨醋聚合物溶液中，混合均勻， 熟化，紡絲。其中，無(wú)面憐系阻燃劑優(yōu)選聚苯基麟酸二苯諷醋(PSPPP)，協(xié)同阻燃劑優(yōu)選親水 性納米級(jí)二氧化娃，其中PSPPP的添加量為阻燃氨絕纖維總重量的3%，二氧化娃的添加量為 阻燃氨絕纖維總重量的2%。
[0025] 將上述實(shí)施例生產(chǎn)的氨絕進(jìn)行物性指標(biāo)和阻燃性能測(cè)試，數(shù)據(jù)對(duì)比如下：
其中：LOI為極限氧指數(shù)，測(cè)試氨絕極限氧指數(shù)和可燃性時(shí)使用的是無(wú)油絲。
[0026]從上表可W看出，少量的PSPPP添加量即可賦予氨絕纖維良好的阻燃性能，且在添 加量增至5%時(shí)仍能保持良好的物性指標(biāo)，證明采用苯基麟酸醋類無(wú)面憐系阻燃劑并使用共 混法非常適合阻燃氨絕纖維的制備。而P-Si的協(xié)同效應(yīng)則使阻燃氨絕的阻燃性能更加突 出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃氨綸纖維的制備方法，其特征在于:包含如下步驟： a) 在DMAC溶液中，將聚醚二元醇和二異氰酸酯以摩爾比1:1.55~1:2.15反應(yīng)制得預(yù)聚 物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得紡絲所需粘度的聚氨酯聚合物溶液； b) 將苯基膦酸酯類的無(wú)鹵磷系阻燃劑、非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑、助染劑和其他助 劑添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均勻，熟化，紡絲。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃氨綸纖維的制備方法，其特征在于:所述的步驟a)用 以下步驟c)替代： c) 將聚醚二元醇和二異氰酸酯以摩爾比1:1.55~1:2.15反應(yīng)制得預(yù)聚物，再以二胺類 擴(kuò)鏈劑與其反應(yīng)，用DMAC調(diào)節(jié)濃度，制得紡絲所需粘度的聚氨酯聚合物溶液。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種阻燃氨綸纖維的制備方法，其特征在于:所述的苯基 膦酸酯類的無(wú)鹵磷系阻燃劑為PSPPP，PSPPP的添加量為阻燃氨綸纖維總重量的1%-3%，所 述的非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑為二氧化硅，二氧化硅的添加量為阻燃氨綸纖維總重量的 2%〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃氨綸纖維的制備方法，包含步驟：a)在DMAC（二甲基乙酰胺）溶液中，將聚醚二元醇和二異氰酸酯以摩爾比1:1.55~1:2.15反應(yīng)制得預(yù)聚物，預(yù)聚物再和混合胺類擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，制得紡絲所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；b)將苯基膦酸酯類的無(wú)鹵磷系阻燃劑、非金屬氧化物的協(xié)同阻燃劑、助染劑和其他助劑添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均勻，熟化，紡絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明環(huán)保，可紡性好，無(wú)鹵磷系阻燃劑不影響氨綸性能，協(xié)同阻燃劑未引入其它金屬離子，符合Oeko-Tex？100標(biāo)準(zhǔn)。<u />
【IPC分類】C08G18/66, D01F1/07, C08G18/48, C08G18/10, D01F6/94
【公開號(hào)】CN105420844
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511003945
【發(fā)明人】魏會(huì)芳, 王衛(wèi)慶, 許欽一, 于游江
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日