CN104912577A - 煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种纤维编织布及其制备方法。煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，包括纤维编织布本体，纤维编织布本体采用纤度范围为222dtex～5555dtex的无卤阻燃纤维工业丝在编织时，经向和或纬向等间距地均匀镶嵌织入一根导电丝，经织布机直接织成无卤阻燃抗静电纤维编织布。无卤阻燃纤维工业丝采用含磷量为5000ppm～8500ppm的无卤阻燃聚合物切片制成。本发明在保证产品安全性能和使用性能的前提下，具有生产过程无污染排放、生产过程人工环节少、自动化程度高、产品无卤低毒环保、重量轻、安装便捷高效、使用范围广等显著优点。

Description

煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种纤维编织布及其制备方法。

背景技术

塑料编织布是目前煤矿井下开采和工作过程中应用为假顶网和护帮网用途的一种产品，其经过圆织或缝制成编织袋，还可用于采空区的填埋和密闭。目前井下应用的编织布均是采用聚丙烯粒子经挤出、拉丝机构拉成扁丝，再经过织机编织成布或袋，再将布通过预配置的阻燃抗静电液浸涂，或对聚丙烯粒子进行阻燃抗静电材料混配，达到产品阻燃抗静电的应用需求。此类编织布存在制作工艺设备占地广、人工环节多、产品幅宽小、厚度薄、结构松散，抗拉强度低、抗冲击性能差的缺陷，由于强度较低，其作为假顶网使用往往需要多层使用(常规为4层)，安装使用不便，工人劳动强度高。且因产品材料决定了原材料配方体系的缺陷，现有的采用聚丙烯粒子制成的编织布在燃烧后产生烟气中HCl、CO等有毒成分较多，不符合现在的环保和应用安全理念，使用受到很大的局限，故而一直未能大范围推广。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，解决以上技术问题。

本发明的另一目的在于，提供一种煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，包括一纤维编织布本体，其特征在于，所述纤维编织布本体采用纤度范围为222dtex～5555dtex的无卤阻燃纤维工业丝在编织时，经向和或纬向等间距地均匀镶嵌织入一根导电丝，经织布机直接织成无卤阻燃抗静电纤维编织布；

所述无卤阻燃纤维工业丝采用含磷量优选为5000ppm～8500ppm的无卤阻燃聚合物切片制成。

所述无卤阻燃纤维工业丝由磷系反应型阻燃剂与高分子材料共聚反应得到的无卤阻燃聚合物切片经固相增粘、纺丝拉伸后制成。

所述高分子材料采用对苯二甲酸及乙二醇、丙烯或己二酰及己二胺中的一种，所述高分子材料与磷系反应型阻燃剂共聚反应得到的无卤阻燃聚合物切片为无卤阻燃涤纶切片、无卤阻燃尼龙切片、无卤阻燃丙纶切片中的一种。

所述导电丝优选采用11dtex～44dtex的碳黑型纤维基质复合长丝，为了增加导电丝的织造强度，所述导电丝与所述无卤阻燃纤维工业丝进行合股捻线制成嵌织用导丝，然后经织布机织成所述纤维编织布本体。

本发明的所述纤维编织布本体宽度可达到5.5m，厚度可达到1.0m。

本发明的纤维编织布本体，与传统的聚丙烯编织布或编织袋相比，具有本体性阻燃抗静电、无卤低毒环保、重量轻、强度高、安装便捷高效等优点。

煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，采用如下步骤：

1)选用含磷量为5000ppm～8500ppm的无卤阻燃聚合物切片；

2)经固相增粘将步骤1)中的所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度在原有的性能上提高值不低于0.4dl/g；

3)然后将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸，得到无卤阻燃纤维工业丝；

4)将步骤3)制得的无卤阻燃纤维工业丝与碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻制成嵌织用导电丝；

5)用步骤4)制得的嵌织用导电丝以经向和或纬向嵌织的方式，以一定的间距与步骤3)制得的无卤阻燃纤维工业丝经织布机编织成无卤阻燃抗静电纤维编织布。

步骤1)中，将磷系反应型阻燃剂与高分子材料共聚反应得到含有机磷的无卤阻燃聚合物切片。

所述磷系反应型阻燃剂为磷酸酯、膦酸衍生物、膦酸酯类或氧化膦类中的至少一种；如2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)，或[(6-氧-(6H)-二苯并-(C,E)(1,2)-氧磷杂己环-6-酮)甲基]-丁二酸(DDP。

步骤3)中，得到的无卤阻燃纤维工业丝的纤度为11dtex～44dtex。

步骤4)中，合股加捻时，捻度为40捻～120捻。

步骤5)中，导电丝在无卤阻燃抗静电纤维编织布中的嵌织间距0.5cm～5.0cm。

步骤5)中，无卤阻燃抗静电纤维编织布的宽度可达5.5m，厚度可达到1.0m。

有益效果：由于本发明采用上述的技术方案，相比于现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的无卤阻燃抗静电纤维编织布所用的纤维包括含磷有机化合物及碳黑型纤维基质复合导电丝成份，具有永久性阻燃抗静电的性能；克服了现有技术中依靠浸渍或表面涂敷方法的缺陷；

(2)本发明所述的无卤阻燃抗静电纤维编织布相比于现有技术中的煤矿井下用塑料编织布，使用寿命更长、抗拉强度更大、抗冲击性能好、结构更紧致稳定。

(3)该产品材料主要化学元素为C、H、O、P，不含卤素及其它有害成分，该产品具有高磷含量(5000ppm-8500ppm)、高极限氧指数(28％-36％)、低发烟量、难引燃等特点；

(4)本发明所述的无卤阻燃抗静电编织布的幅宽广、厚度大，使用层数少，施工更便捷高效，能有效降低人员劳动强度，便于机械化施工。

此外，本发明在保证产品安全性能和使用性能的前提下，具有生产过程无污染排放、生产过程人工环节少、自动化程度高、产品无卤低毒环保、重量轻、安装便捷高效、使用范围广等显著优点。

附图说明

图1为本发明的无卤阻燃抗静电纤维编织布的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

本发明的纤维编织布本体采用无卤阻燃纤维工业丝在编织时，在经向纤维a和或纬向纤维b等间距地均匀镶嵌织入一根导电丝c，经织布机直接织成无卤阻燃抗静电纤维编织布。参照图1，在纬向纤维b等间距地均匀镶嵌织入一根导电丝c。

实施例1：

(1)选用含磷量为5000ppm无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固相增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到0.95dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为555dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)中得到的所述无卤阻燃纤维工业丝与44dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为100捻，制成嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以3.0cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为30×30根/英寸2、厚度为0.15mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布1。

实施例2：

(1)选用含磷量为6000ppm的无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固相增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到0.95dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为1111dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)中得到的所述无卤阻燃纤维工业丝与22dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为75捻，制得嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以2.0cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为30×30根/英寸²、厚度为0.30mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布2。

实施例3：

(1)选用含磷量为4000ppm的无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固相增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到1.05dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为1667dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)中得到的所述无卤阻燃纤维工业丝与22dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为60捻，制得嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以1.5cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为30×30根/英寸2、厚度为0.45mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布3。

实施例4：

(1)选用含磷量为7000ppm的无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固性增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到1.05dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为2222dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)制得的所述无卤阻燃纤维工业丝与44dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为80捻，制得嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以1.0cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为30×30根/英寸2、厚度为0.60mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布4。

实施例5：

(1)选用含磷量为8000ppm的无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固性增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到1.05dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为3333dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)制得的所述无卤阻燃纤维工业丝与44dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为60捻，制得嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以6.0cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为30×30根/英寸2、厚度为0.90mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布5。

实施例6：

(1)选用含磷量为6500ppm的无卤阻燃聚合物切片；

(2)经固性增粘将步骤(1)中所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度增加到0.95dl/g；

(3)将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸得到纤度为5555dtex的无卤阻燃纤维工业丝；

(4)将步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝与22dtex的碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻，捻度为100捻，制得嵌织用导电丝；

(5)将步骤(4)制得的嵌织用导电丝以纬向嵌织的方式，以0.5cm间距与步骤(3)制得的无卤阻燃纤维工业丝，经织布机编织成密度为20×20根/英寸2、厚度为1.0mm的无卤阻燃抗静电纤维编织布6。

对各个编织布的经向和纬向拉伸强度及重量进行测定，结果如下表：

表面电阻标准应不大于1×10⁹Ω；酒精喷灯燃烧试验是指试样经酒精喷灯燃烧试验后，在移去喷灯后，6条试样的有焰燃烧时间的算术平均值，标准应小于3秒。

理论上，实施例1、2、4、6中各个参数的取值均在本发明优选范围内，可制作不同拉伸强度的纤维编织布，满足使用需求；实施例3和5的参数范围均在本发明的优选范围外，实施例3含磷量太低，酒精喷灯燃烧试验有不合格的风险；实施例5导电丝在纤维编织布中的嵌织间距过大，不易满足表面电阻的要求。随着纤维旦数变大，在相同编织密度情况下，经向拉伸强度和纬向拉伸强度随之提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，包括一纤维编织布本体，其特征在于，所述纤维编织布本体采用纤度范围为222dtex～5555dtex的无卤阻燃纤维工业丝在编织时，经向和或纬向等间距地均匀镶嵌织入一根导电丝，经织布机直接织成无卤阻燃抗静电纤维编织布；

所述无卤阻燃纤维工业丝采用含磷量为5000ppm～8500ppm的无卤阻燃聚合物切片制成。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，其特征在于，所述无卤阻燃纤维工业丝由磷系反应型阻燃剂与高分子材料共聚反应得到的无卤阻燃聚合物切片经固相增粘、纺丝拉伸后制成。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，其特征在于，所述高分子材料采用对苯二甲酸及乙二醇、丙烯或己二酰及己二胺中的一种，所述高分子材料与磷系反应型阻燃剂共聚反应得到的无卤阻燃聚合物切片为无卤阻燃涤纶切片、无卤阻燃尼龙切片或无卤阻燃丙纶切片中的一种。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，其特征在于，所述导电丝采用11dtex～44dtex的碳黑型纤维基质复合长丝，为了增加导电丝的织造强度，所述导电丝与所述无卤阻燃纤维工业丝进行合股捻线制成嵌织用导丝，然后经织布机织成所述纤维编织布本体。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布，其特征在于，所述纤维编织布本体宽度可达到5.5m，厚度可达到1.0m。

6.制备如权利要求1至5中任意一项所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，其特征在于，采用如下步骤：

1)选用含磷量为5000ppm～8500ppm的无卤阻燃聚合物切片；

2)经固相增粘将步骤1)中的所述无卤阻燃聚合物切片的特性粘度在原有的性能上提高，其提高值不低于0.4dl/g；

3)然后将增粘后的所述无卤阻燃聚合物切片经纺丝拉伸，得到无卤阻燃纤维工业丝；

4)将步骤3)制得的无卤阻燃纤维工业丝与碳黑型纤维基质复合导电丝进行合股加捻制成嵌织用导电丝；

5)用步骤4)制得的嵌织用导电丝以经向和或纬向嵌织的方式，以一定的间距与步骤3)制得的无卤阻燃纤维工业丝经织布机编织成无卤阻燃抗静电纤维编织布。

7.根据权利要求6所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将磷系反应型阻燃剂与高分子材料共聚反应得到含有机磷的无卤阻燃聚合物切片；

所述磷系反应型阻燃剂为磷酸酯、膦酸衍生物、膦酸酯类或氧化膦类中的至少一种；如2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)，或[(6-氧-(6H)-二苯并-(C,E)(1,2)-氧磷杂己环-6-酮)甲基]-丁二酸(DDP。

8.根据权利要求6所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，步骤3)中，得到的无卤阻燃纤维工业丝的纤度为11dtex～44dtex。

9.根据权利要求6所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，步骤4)中，合股加捻时，捻度为40捻～120捻。

10.根据权利要求6所述的煤矿井下用无卤阻燃抗静电纤维编织布的制备方法，步骤5)中，导电丝在无卤阻燃抗静电纤维编织布中的嵌织间距0.5cm～5.0cm。