CN101481829A - 一种有色阻燃丙纶纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有色阻燃丙纶纤维及其制备方法和应用，所述纤维组分和重量份数含量包括：色母粒1～10份，阻燃母粒1～20份，丙纶成纤切片98～70份；所述的阻燃母粒为磷系阻燃剂、改性氢氧化镁、改性纳米氢氧化铝和丙纶成纤切片的共混物，重量份数为：磷系阻燃剂∶氢氧化镁∶氢氧化铝＝10∶3～5∶0～1.5。本发明阻燃剂性能优良，可以改善颜料分散性与聚丙烯流动性，纺丝性能得以改善，分解温度高、热稳定性好、发烟量少、无毒、无腐蚀性、无窒息性，基本不影响材料的原有性能及生产要求，获得的阻燃丙纶长丝性能指标符合标准要求，纤维柔软富有弹性，阻燃性能好，阻燃效期长。

Description

一种有色阻燃丙纶纤维及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种丙纶纤维及其制备方法和应用，特别涉及一种有色阻燃丙纶纤维。

背景技术

近十年来，我国聚丙烯工业发展很快，1995年产量为107.3万吨，2000年突破300万吨，2004年产量猛增到474.9万吨，尽管我国的聚丙烯产量增长较快，但仍然不能满足国内市场迅速增长的需求，每年都有大量进口，2004年我国约进口聚丙烯300万吨，为历史最高纪录，而且仍有增长的趋势。丙纶是聚丙烯很有发展潜力的品种，除作为服装用纤维外，产业用丙纶是近年发展的热点。随着对工程质量重视，改性聚丙烯纤维及土工织物在道路、水库、堤坝建设等方面的应用将有所增加。此外，聚丙烯长丝、熔喷无纺布在医疗及卫生材料方面的消费增长也很快。但是由于该产品属可燃物，使其在要求阻燃的航空、铁路和其它交通运输行业、宾馆、饭店、公共娱乐场所的装饰材料及消防等特种行业工作服的方面应用受到了一定的限制。

自七十年代以来世界各国对阻燃纤维的研究和应用开发日益活跃，各种阻燃纤维品种不断问世。阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。

用于纤维阻燃改性的有机阻燃剂主要是含卤素和含磷的阻燃剂。含卤素，特别是含氯、溴的阻燃剂虽然较为有效且应用广泛，但在燃烧时易释放有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体，尤其是常与协同剂锑氧化物配合使用时，其材料燃烧还会释放大量的烟雾，这些都会对人的生命安全造成一定威胁，除此之外，氧化锑本身属非熔物质，在纺丝过程中易堵塞挤丝或喷丝的板孔，从而使换板周期缩短，降低生产效率。在生产中，这类阻燃剂首先混合到聚酯切片中，再按通常的纺丝工艺生产纤维，生产工序受到影响，也影响了纺丝纤维的性能。从而也使含卤阻燃剂的应用受到限制。

无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝与氢氧化镁因分解吸热量大，并产生H₂O可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。其阻燃机理如下：是在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化物附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。其中氢氧化铝与氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，特别是活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种非常优秀的的环保型无机阻燃剂。但是其最大的缺点是阻燃效率低，填充量大(填充量一般为40—60wt％)，与高分子材料相容性差、难分散，导致材料的力学性能、电学性能和加工性能严重下降。文献号为CN 1341669、CN 1465618、CN 1696188、CN 1712444的中国发明专利中公开了解决阻燃的一些办法，就是对其进行表面处理和超细化，从而提高其阻燃效果。文献号为CN 1341694、CN 1359853、CN 1389521、CN 1542036、CN 1718582的中国发明专利中，公开了制备纳米Mg(OH)2的诸多方法，主要有：溶胶凝胶法、水热法、共沉淀法。但水热法要在高压条件下制备，条件较苛刻，溶胶凝胶法制得的Mg(OH)2：粒径较难控制。

同时段玉丰等人在超细Al(OH)₃对PP球晶结构和性能的影响中提到观察晶体结构发现，超细Al(OH)3使聚丙烯(PP)球晶明显细化。裘翌昕在官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP结晶与熔融行为的影响，麦堪成在官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP力学性能的影响，李欣等在Mg(OH)2/RP对PP/OMMT复合材料阻燃性能的影响中讨论了Mg(OH)2对于PP阻燃及力学性能还有结晶行为的影响。虽然其在制备过程中还要加入改性聚丙烯但是同样证明了Mg(OH)₂在PP中有降低结晶度的作用。

尽管为了获得阻燃性而使用高磷含量的磷化合物作为阻燃剂来处理聚醋纤维，但如果磷化合物没有深深地渗透到纤维中而是附着在纤维的表面，磷化合物可以很容易地从纤维上去掉，并且不能保持预期的阻燃性。例如，当聚酯纤维用于衣服等时，磷化合物很容易通过洗涤从纤维上去掉。另一方面，尽管为了获得阻燃性而使用低磷含量的磷化合物作为阻燃剂来处理聚醋纤维，但只要磷化合物渗透到纤维中，并且纤维和磷化合物之间的物理附着性好，就可以保持预期的阻燃性。因此，在将阻燃性赋予聚醋纤维时，需要磷含量高且不容易从纤维上除去的磷化合物，目的在于使该纤维获得足够的阻燃性并降低阻燃剂的用量。而在日本特开2001—254268中公开的方法构建了通过在浴槽的所谓处理来将阻燃性赋予聚酯纤维的技术，其中，使用染料和仅由芳香骨架构成的缩合的磷化合物作为阻燃剂，同时赋予阻燃性并进行染色。但是实验发现这种方法趋向于容易损失染料，并且耐磨性较差，这是因为用于处理的磷化合物与染料之间的相容性太高。因此，染成深颜色的聚酯纤维不能长期保持所得到的阻燃性和颜色。另外，这样的聚酯纤维耐的洗涤性太差。

除了追求阻燃的功能效果外，对于面料的风格也是消费者所关心的问题。丙纶具有优越的性能，尤其是细旦丙纶，疏水性好，毛细管效应和抗菌抗霉性较好，热传导系数小，具较好保温效果，且能抗起球起毛，是业内公认的舒适性最好的化纤。但是，对丙纶的染色一直是国际上公认的难题。由于其可染性差，此前，一直通过加工色母粒生产有色丙纶，即使添加色母粒仍然需添加较大量颜料。丙纶的难于上色的主要是由于其致密的结晶堆砌造成颜料无法进入丙纶规整的结晶区从而导致色泽偏淡，台湾等纺织业较发达地区虽已能对丙纶染色，但也只停留于浅色系，因而丙纶在纺织界的应用范围受较大局限。

丙纶着色是以颜料为主，颜料分为有机颜料和无机颜料有机颜料的特点是多溶于普通溶剂，透明性好、着色力强、比重小、用量少、彩色鲜艳，但耐热性差，易出现升华和高温分解现象，因而使用受到限制。无机颜料是丙纶纺前染色的主要着色剂，因其对光热稳定性好，耐候和耐迁移性好而被大量使用缺点是，一些颜料色泽暗淡，不鲜艳，且在纺丝过程中易堵塞喷丝头组件等，这些不利因素可通过不断提高染料质量问题予以解决。丙纶色母粒中的有机颜料颗粒度以1～0.02μm为宜，无机颜料则要求99％不得大于1μm，一般以0.3～0.6μm的所占比例越高，分散性越好。但也要视不同颜料有所不同，如钛白粉1～0.2μm碳黑0.1～0.01μm为宜。如果某些颜料过细，如低于0.2μm的颗粒所占比例较大时就会出现，第一、重新絮凝为大颗粒，难保持微粒化状态；第二、由于可见光的衍射作用使光绕过颜料粒子穿射过去，增加着色物的透明性使颜色难以稳定，例如：红色可能变得偏黄，蓝色变得偏绿等。

为使颜料能均匀分散和利于降低螺杆转动阻力，提高挤出速度，改善加工性能，都需加入PE蜡或PP蜡，如美国AIlied Chemical公司的Ac 617APE蜡(熔点99.4℃，分子量1100)和德国Hoechst公司的PP230蜡(熔点158℃，分子量3000)等，另外高熔体指数PP、PE载体也是良好的分散剂，另外孙玉声在丙纶染色用色母粒原材料选择与工艺技术中还有报道一种超分散剂用于丙纶色母粒中，这是一种具有啶系基团的聚合物强湿润剂，它对颜料颗粒表面和对聚合物链有较强亲合力，可促进颜料在聚烯烃中均匀分散，使颜料的着包力提高三分之一。一般用量每平方米的颜料表面加入1～2mg超分散剂，就能获得显著效果。

如何获得同时具有高上色效果与高阻燃性的复合丙纶纤维，同时所添加的添加剂对于可纺性又不能产生不良影响，一直是人们十分关注的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有色阻燃丙纶纤维及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足，满足人们的需求。

本发明的有色阻燃丙纶纤维，其组分和重量份数含量包括：

色母粒1～10份，阻燃母粒1～20份，丙纶成纤切片98～70份；

优选的，色母粒5～10份，阻燃母粒5～15份，丙纶成纤切片75～90份。

一束纤维的总纤度在50—200dtex，一束纤维在36—144根，以此纤维制备的织物氧指数为28—40；

所说的丙纶成纤切片分子量为200000～300000，可以采用市售的产品，如金山石化牌号为CD-300聚丙烯产品；

所述的色母粒的组分和重量份数为：

聚丙烯                   65～90份

染料                     10～35份

优选的，还包括：

二氧化硅                 0～5份

油酸酰胺                 0～7.0份

脂肪酸季戊四醇部份酯     0～2.5份

硫酸钡               0～5份。

所述的染料为按照英国染色家协会和美国纺织化学家和染色家协会合编出版的国际性染料、颜料品种汇编染料索引(C.I)，包括：

C.I颜料黄83(C.I.No.21108)、C.I.颜料黑7(C.I.No.77266)、C.I.颜料红38(C.I.No.21120)、C.I.颜料蓝15:1(C.I.No.74160)、C.I.颜料绿7(C.I.No.74260)、C.I.溶剂蓝122(C.I.No.60744)、C.I.颜料白(C.I.No.77891)、C.I.颜料蓝15:3(C.I.No.74160)、C.I.溶剂紫13(C.I.No.60725)、C.I.颜料红146(C.I.No.12515)、C.I.颜料黑7(C.I.No.77266)、C.I.颜料棕25(C.I.No.12510)或C.I.颜料绿7(C.I.No.74260)中的一种；

所述的阻燃母粒为磷系阻燃剂、改性氢氧化镁、改性纳米氢氧化铝和丙纶成纤切片的共混物，重量份数为：磷系阻燃剂∶氢氧化镁∶氢氧化铝＝10∶3～5∶0～1.5，阻燃母粒中，磷系阻燃剂、纳米氢氧化镁和纳米氢氧化铝的重量为母粒总重量的5～30％；

所说的磷系阻燃剂，化学结构式为：

可采用市售产品，如SchillSeilacher公司的产品；

所述改性氢氧化镁为聚乙二醇辛基苯基醚改性的纳米氢氧化镁，平均粒径为30～100nm，所述改性氢氧化铝为聚乙二醇辛基苯基醚改性的纳米氢氧化镁，平均粒径为30～100nm；

在纤维中，当纳米氢氧化镁比例含量小于1重量份时，氢氧化镁分解生成的氧化镁层和水蒸气量不足，吸热量少，致使阻燃性能下降同时检测不到纤维结晶度变化不能减少颜料添加量；当磷系阻燃剂比例含量小于1重量份时，复合材料的燃烧成炭速率下降，不能有效抑制火焰在聚丙烯内部的蔓延；当纳米氢氧化镁比例含量大于5量份时，与聚丙烯相容性差、难分散，导致材料的力学性能和加工性能严重下降；当有磷系阻燃剂比例含量大于5重量份时，复合材料阻燃性能没有进一步改善。

改性氢氧化镁或改性氢氧化铝的制备方法如下：

在8～30wt％的氯化镁水溶液或者是8～30wt％氯化镁水溶液中，加入所述水溶液总重量0.5～3.5w％的聚乙二醇辛基苯基醚和十二烷基苯磺酸钠混合物，然后加入3～10wt％NaOH水溶液，调整pH值至8.5～10，在10～30℃，沉淀反应0.5～3小时，然后放置熟化0.5～3h，收集沉淀物，即得纳米Mg(OH)₂或者是Al(OH)₃粉末，平均粒径为30～100nm；

十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚的重量比为1:1～3。

本发明的有色阻燃丙纶纤维的制备方法，包括如下步骤：

将阻燃母粒、色母粒和丙纶成纤切片在螺杆挤压机中加热熔融，压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，然后送入分配管、静态混合器和计量泵，通过喷丝头喷丝、冷却成形、获得有色阻燃丙纶纤维。

所制备的有色阻燃丙纶纤维可广泛应用于服用领域、装饰领域和产业领域，制备各类阻燃装饰用墙体织物、阻燃工作服、阻燃面料。

本发明的有色阻燃丙纶纤维具有以下优点：

(1)阻燃剂性能优良，添加量少，有机无机阻燃剂的协同作用，无机阻燃剂同时起到降低纤维结晶致密度的作用使颜料便于进入纤维深层。添加有机磷系阻燃剂可以减少无机阻燃剂添加量降低因为添加无机阻燃剂而造成的纤维力学性能降低。而降低PP的结晶度就便于染料进入PP的无定形区从而使染料分布均匀从而起到降低染料使用量的作用。同时有机磷系阻燃剂与聚丙烯基体和颜料具有良好的相容性可以改善颜料分散性与聚丙烯流动性。纺丝性能得以改善，阻燃效果好、分解温度高、热稳定性好、发烟量少、无毒、无腐蚀性、无窒息性、与高分子材料相容性好、基本不影响材料的原有性能及生产要求。

(2)本方法制造的阻燃丙纶长丝性能指标符合标准要求，纤维柔软富有弹性，阻燃性能好，阻燃效期长。

具体实施方式

实施例1

纳米氢氧化镁的制备：

在10wt％氯化镁水溶液中加入总重量为氯化镁水溶液总重量的2wt％的聚乙二醇辛基苯基醚和十二烷基苯磺酸钠混合物，十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚的重量比为1:3；搅拌下滴加5wt％ NaOH水溶液，调整pH值至8.5，温度30℃，沉淀反应2小时，完毕后，放置熟化0.5h，将所得沉淀抽滤、洗涤、烘干，即得纳米Mg(OH)₂粉末。所述的纳米氢氧化镁的平均粒径为30nm。

实施例2

纳米氢氧化铝的制备：

在30wt％氯化镁水溶液中加入总重量为氯化镁水溶液总重量的1wt％的聚乙二醇辛基苯基醚和十二烷基苯磺酸钠混合物，十二烷基苯磺酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚的质量比为1:1；搅拌下滴加3wt％ NaOH水溶液，调整pH值至10，温度10℃，沉淀反应1.5小时，完毕后，放置熟化3h，将所得沉淀抽滤、洗涤、烘干，即得纳米Al(OH)₃粉末。所述的纳米氢氧化铝的平均粒径为100nm。

实施例3

阻燃母粒的制备：

以下均为重量份。

磷阻燃剂10份、实施例1的氢氧化铝4份，实施例2的氢氧化镁为1份，纤维级聚丙烯切片85份。

采用上海化工机械四厂生产的SHL-35型双螺杆挤出机加本技术领域公知的静态混合器，进料螺杆50r/min，主螺杆150r/min。利用熔体挤出，水下冷却成条，并切粒。母粒规格约为3×2×2mm，切断速度为400r/min。共混螺杆各区温度范围为200～230℃

实施例4

阻燃母粒的制备：

以下均为重量份。

磷阻燃剂10份、实施例0份，实施例2的氢氧化镁为4份，纤维级聚丙烯切片86份。

采用上海化工机械四厂生产的SHL-35型双螺杆挤出机加本技术领域公知的静态混合器，进料螺杆50r/min，主螺杆150r/min。利用熔体挤出，水下冷却成条，并切粒。母粒规格约为3×2×2mm，切断速度为400r/min，共混螺杆各区温度范围为200～230℃

实施例5

色母粒的制备：

采用上海化工机械四厂生产的SHL-35型双螺杆挤出机加本技术领域公知的静态混合器，进料螺杆50r/min，主螺杆150r/min。利用熔体挤出，水下冷却成条，并切粒。母粒规格约为3×2×2mm，切断速度为400r/min。。共混螺杆各区温度范围为200～230℃。

母粒的配方如下：

(1)75重量％聚丙烯，1.5重量％二氧化硅和23.5重量C.I颜料黄83(C.I.No.21108)；

(2)75重量％聚丙烯、0.5重量％煅制二氧化硅和24.5重量％C.I.颜料黑7(C.I.No.77266)；

(3)75重量％聚丙烯、1重量％煅制二氧化硅和24重量C.I.颜料红38(C.I.No.21120)；

(4)75重量％聚丙烯、0.5重量％煅制二氧化硅和24.5重量％C.I.颜料蓝15:1(C.I.No.74160)；

(5)75重量％聚丙烯、3重量％煅制二氧化硅和22重量％C.I.颜料绿7(C.I.No.74260)；

(6)75重量％聚丙烯、5重量％煅制二氧化硅和20重量％C.I.溶剂蓝122(C.I.No.60744)；

(7)85重量％聚丙烯、2.5重量％煅制二氧化硅和12.5重量％C.I.颜料白(C.I.No.77891)；

(8)79重量％聚丙烯、10重量％C.I.颜料蓝15:3(C.I.No.74160)、1重量％煅制二氧化硅和10重量％C.I.溶剂紫13(C.I.No.60725)；

(9)70重量％聚丙烯、22.5重量％C.I.颜料红146(C.I.No.12515)、7.0重量％油酸酰胺0.5重量％煅制二氧化硅；

(10)65重量％聚丙烯、35重量％C.I.颜料.黑7(C.I.No.77266)；

(11)73重量％聚丙烯、22重量％C.I.颜料棕25(C.I.No.12510)、2.5重量％脂肪酸季戊四醇部份酯0.5重量％煅制二氧化硅；

(12)75重量％聚丙烯、19.5重量％C.I.颜料绿7(C.I.No.74260)、5重量％硫酸钡、0.5重量％煅制二氧化硅。

实施例6

有色阻燃丙纶纤维的制备：

实施例3的阻燃母粒5重量份；实施例4中，(1)号色母粒5重量份，的聚丙烯切片洛阳石化产牌号MI-2690份。

切片经存料桶输送到VC406A螺杆挤压机，共混切片进入螺杆挤压机加热熔融、压缩，由旋转螺杆挤出的共混熔体经分配管、静态混合器进入计量泵熔融纺丝，螺杆采用加热夹套进行升温，其各区的温度分别为一区220℃，二区255℃，三区265℃，四区250℃，五区245℃，六区250℃，螺杆压力85kg/cm³。切片经熔融，再经螺杆挤压变成熔体，通过箱体中的计量泵计量后，经喷丝板喷48孔出丝束。然后经侧吹风进行冷却成形，侧吹风温度30℃，相对湿度65％，风速0.3米/秒；凝固成丝条后通过甬道至VC4O6A卷绕机组上油。油剂型号：PP-218，按油剂浓度为4％的浓度比例和蒸馏水进行混合配制而成，油轮转速为4转/分钟。上好油剂的丝条卷取成丝筒。卷取通过卷绕机卷取成形，其卷取速度600米/分钟，卷绕环境温度24℃，相对湿度45％。卷取好的丝筒送到VC443拉伸机组进行加热拉伸。其拉伸过程为通过不同速度的三只导丝盘来实现，而速度则通过齿轮拖动来实现，其中上导丝盘需加热至90℃，中导丝盘需加热至95℃，热板定型温度110℃。目的是使丝条经高温结晶后有取向度，便于拉伸，经过热板定型。拉伸速度670米/分，拉伸总倍数为3.7倍，拉伸间温度控制在30℃，相对湿度55％。拉伸好的丝条则为成品丝。

成品丙纶纤维经过物理性能检测、染色检验，外观检验后分级包装。质量指标：单丝纤度1.5dtex，断裂强度3.1CN/dtex，断裂伸长率21.8％，氧指数(测试标准GB/T5454-1997)35，垂直燃烧性能中续燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；阻燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；损毁长度(测试标准GB/T 545-1997)85mm。对比样差别参照GB250和GB251对比达到相同颜色纤维本配方可节省质量比色母粒12％。

实施例6

有色阻燃丙纶纤维的制备：

实施例4的阻燃母粒5重量份；实施例5中，(3)号色母粒7重量份，的聚丙烯切片洛阳石化产牌号MI-26 88份。

切片经存料桶输送到VC406A螺杆挤压机，共混切片进入螺杆挤压机加热熔融、压缩，由旋转螺杆挤出的共混熔体经分配管、静态混合器进入计量泵熔融纺丝，螺杆采用加热夹套进行升温，其各区的温度分别为一区225℃，二区258℃，三区262℃，四区255℃，五区250℃，六区255℃，螺杆压力80kg/cm³。切片经熔融，再经螺杆挤压变成熔体，通过箱体中的计量泵计量后，经喷丝板72孔喷出丝束。然后经侧吹风进行冷却成形，侧吹风温度30℃，相对湿度65％，风速0.3米/秒；凝固成丝条后通过甬道至VC4O6A卷绕机组上油。油剂型号：PP-218，按油剂浓度为4％的浓度比例和蒸馏水进行混合配制而成，油轮转速为4转/分钟。上好油剂的丝条卷取成丝筒。卷取通过卷绕机卷取成形，其卷取速度600米/分钟，卷绕环境温度24℃，相对湿度45％。卷取好的丝筒送到VC443拉伸机组进行加热拉伸。其拉伸过程为通过不同速度的三只导丝盘来实现，而速度则通过齿轮拖动来实现，其中上导丝盘需加热至90℃，中导丝盘需加热至95℃，热板定型温度110℃。目的是使丝条经高温结晶后有取向度，便于拉伸，经过热板定型。拉伸速度700米/分，拉伸总倍数为3.8倍，拉伸间温度控制在30℃，相对湿度55％。拉伸好的丝条则为成品丝。

成品丙纶纤维经过物理性能检测、染色检验，外观检验后分级包装。质量指标：单丝纤度1.2dtex，断裂强度2.9CN/dtex，断裂伸长率17.8％，氧指数(测试标准GB/T5454-1997)35，垂直燃烧性能中续燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；阻燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；损毁长度(测试标准GB/T 545-1997)82mm。对比样差别参照GB250和GB251对比达到相同颜色纤维本配方可节省质量比色母粒18％。

实施例7

有色阻燃丙纶纤维的制备：

实施例3的阻燃母粒10重量份；实施例5中，(6)号色母粒10重量份，的聚丙烯切片洛阳石化产牌号MI-26 80份。

切片经存料桶输送到VC406A螺杆挤压机，共混切片进入螺杆挤压机加热熔融、压缩，由旋转螺杆挤出的共混熔体经分配管、静态混合器进入计量泵熔融纺丝，螺杆采用加热夹套进行升温，其各区的温度分别为一区228℃，二区252℃，三区260℃，四区258℃，五区250℃，六区255℃，螺杆压力82kg/cm³。切片经熔融，再经螺杆挤压变成熔体，通过箱体中的计量泵计量后，经喷丝板80孔喷出丝束。然后经侧吹风进行冷却成形，侧吹风温度30℃，相对湿度65％，风速0.3米/秒；凝固成丝条后通过甬道至VC4O6A卷绕机组上油。油剂型号：PP-218，按油剂浓度为4％的浓度比例和蒸馏水进行混合配制而成，油轮转速为4转/分钟。上好油剂的丝条卷取成丝筒。卷取通过卷绕机卷取成形，其卷取速度700米/分钟，卷绕环境温度24℃，相对湿度45％。卷取好的丝筒送到VC443拉伸机组进行加热拉伸。其拉伸过程为通过不同速度的三只导丝盘来实现，而速度则通过齿轮拖动来实现，其中上导丝盘需加热至90℃，中导丝盘需加热至95℃，热板定型温度110℃。目的是使丝条经高温结晶后有取向度，便于拉伸，经过热板定型。拉伸速度700米/分，拉伸总倍数为4倍，拉伸间温度控制在30℃，相对湿度55％。拉伸好的丝条则为成品丝。

成品丙纶纤维经过物理性能检测、染色检验，外观检验后分级包装。质量指标：单丝纤度1.0dtex，断裂强度3.3CN/dtex，断裂伸长率15.8％，氧指数(测试标准GB/T5454-1997)32，垂直燃烧性能中续燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；阻燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；损毁长度(测试标准GB/T 545-1997)86mm。对比样差别参照GB250和GB251对比达到相同颜色纤维本配方可节省质量比色母粒15％。

实施例8

有色阻燃丙纶纤维的制备：

实施例3的阻燃母粒15重量份；实施例5中，(9)号色母粒5重量份，的聚丙烯切片洛阳石化产牌号MI-26 80份。

切片经存料桶输送到VC406A螺杆挤压机，共混切片进入螺杆挤压机加热熔融、压缩，由旋转螺杆挤出的共混熔体经分配管、静态混合器进入计量泵熔融纺丝，螺杆采用加热夹套进行升温，其各区的温度分别为一区228℃，二区252℃，三区260℃，四区258℃，五区250℃，六区255℃，螺杆压力84kg/cm³。切片经熔融，再经螺杆挤压变成熔体，通过箱体中的计量泵计量后，经喷丝板80孔喷出丝束。然后经侧吹风进行冷却成形，侧吹风温度30℃，相对湿度65％，风速0.3米/秒；凝固成丝条后通过甬道至VC4O6A卷绕机组上油。油剂型号：PP-218，按油剂浓度为4％的浓度比例和蒸馏水进行混合配制而成，油轮转速为4转/分钟。上好油剂的丝条卷取成丝筒。卷取通过卷绕机卷取成形，其卷取速度650米/分钟，卷绕环境温度24℃，相对湿度45％。卷取好的丝筒送到VC443拉伸机组进行加热拉伸。其拉伸过程为通过不同速度的三只导丝盘来实现，而速度则通过齿轮拖动来实现，其中上导丝盘需加热至90℃，中导丝盘需加热至95℃，热板定型温度110℃。目的是使丝条经高温结晶后有取向度，便于拉伸，经过热板定型。拉伸速度700米/分，拉伸总倍数为4.2倍，拉伸间温度控制在30℃，相对湿度55％。拉伸好的丝条则为成品丝。

成品丙纶纤维经过物理性能检测、染色检验，外观检验后分级包装。质量指标：单丝纤度1.1dtex，断裂强度3.5CN/dtex，断裂伸长率13％，氧指数(测试标准GB/T5454-1997)38，垂直燃烧性能中续燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；阻燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；损毁长度(测试标准GB/T 545-1997)80mm。对比样差别参照GB250和GB251对比达到相同颜色纤维本配方可节省质量比色母粒10％。

尽管本发明参考优选实施方案进行了描述，但本领域普通技术人员应该明白，可进行各种变化，且当量可对于其元素进行替代，而不超出本发明的范围。此外，可根据本发明的教导进行许多修正，以适应具体的用途和材料，而不超出其基本范围。因此，本发明并不限于作为试图完成本发明的最佳模式而公开的具体实施方案，但本发明将包括处于附属权利要求范围内的所有实施方案。此处全文参考引用所有引用专利、专利申请和其他参考文件。

Claims (10)

1.一种有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，组分和重量份数含量包括：

色母粒1～10份，阻燃母粒1～20份，丙纶成纤切片98～70份；

所述的阻燃母粒为磷系阻燃剂、改性氢氧化镁、改性纳米氢氧化铝和丙纶成纤切片的共混物，重量份数为：磷系阻燃剂∶氢氧化镁∶氢氧化铝＝10∶3～5∶0～1.5；

所说的磷系阻燃剂，化学结构式为：

2.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，色母粒5～10份，阻燃母粒5～15份，丙纶成纤切片75～90份。

3.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，一束纤维的总纤度在50—200dtex，一束纤维在36—144根，以此纤维制备的织物氧指数为28—40。

4.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，所述改性氢氧化镁为聚乙二醇辛基苯基醚改性的纳米氢氧化镁，平均粒径为30～100nm，所述改性氢氧化铝为聚乙二醇辛基苯基醚改性的纳米氢氧化镁，平均粒径为30～100nm。

5.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，阻燃母粒中，磷系阻燃剂、纳米氢氧化镁和纳米氢氧化铝的重量为母粒总重量的5～30％。

6.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，所说的丙纶成纤切片分子量为200000～300000。

7.根据权利要求1所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，所述的色母粒的组分和重量份数为：

聚丙烯           65～90份

染料                     10～35份。

8.根据权利要求7所述的有色阻燃丙纶纤维，其特征在于，优选的，所述的色母粒的组分还包括：

二氧化硅                 0～5份

油酸酰胺                 0～7.0份

脂肪酸季戊四醇部份酯     0～2.5份

硫酸钡                   0～5份。

9.制备权利要求1～8任一项所述的有色阻燃丙纶纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：将阻燃母粒、色母粒和丙纶成纤切片在螺杆挤压机中加热熔融，压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，然后送入分配管、静态混合器和计量泵，通过喷丝头喷丝、冷却成形、获得有色阻燃丙纶纤维。

10.权利要求1～8任一项所述的有色阻燃丙纶纤维的应用，其特征在于，用于服用领域、装饰领域或产业领域，制备各类阻燃装饰用墙体织物、阻燃工作服、阻燃面料。