CN106400235A - 有机硅氮系阻燃纤维与有机磷系阻燃纤维的混纺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了由有机硅氮系阻燃纤维与有机磷系阻燃纤维的混纺制成的纱线及织物。两种或三种阻燃纤维的混纺发挥了协同阻燃的作用，阻燃效果强于单一纤维，同时为面料提供了较好的透气透湿和舒适性，也大大降低了采用单一磷系阻燃粘胶纤维的发烟量和阻燃面料的成本，具有较高的性佳比。

Description

有机硅氮系阻燃纤维与有机磷系阻燃纤维的混纺
技术领域
本发明涉及不同性能之纤维的混纺及所得产品的相关应用。
背景技术
现今阻燃织物已经越来越引起人们的重视。纺织材料的阻燃功能主要通过两种方法获得，一种是对普通织物进行阻燃后整理，这种方法成本较低，但阻燃性能会随着使用和洗涤次数逐渐降低甚至消失；另一种是使用耐高温的阻燃纤维如芳纶，聚酰亚胺等和阻燃粘胶纤维等纤维进行混纺，得到阻燃性能优良，强度高，同时兼顾服用性能，舒适柔软透气的织物。阻燃粘胶纤维因吸湿性好，体感舒适，不易传导热量，价格便宜等优点，成为阻燃防护服的首选纤维材料。
北京赛欧兰阻燃纤维有限公司生产的SOL是一种硅氮系阻燃粘胶纤维，关于硅氮阻燃剂，可以参见申请人之前的专利申请CN104032401A以及CN103789858A。SOL是一种永久阻燃纤维，耐洗涤，具有安全环保，阻燃效果好，发烟量小，不产生有害气体，手感舒适，服用性能好等特点，缺点是强度较普通粘胶纤维略低。
由奥地利兰精公司研发的阻燃粘胶纤维，使用磷系阻燃剂，采用高湿模量粘胶的生产工艺，强度可达2.2～2.4cN/dtex，比普通国产阻燃粘胶纤维高0.3～0.5cN/dtex，但其价格也在国产粘胶纤维的一倍以上，且燃烧时会产生大量有害烟气。
发明内容
本发明的目的是提供有机硅氮系阻燃纤维与有机磷系阻燃纤维的混纺，以得到阻燃性能更加优异的织物(面料)。
根据本发明的第一方面，提供一种由有机硅氮阻燃粘胶纤维与有机磷系阻燃粘胶纤维混纺制成的纱线和织物。
在某些具体实施例中，所述纱线含有30％-80％重量的有机硅氮阻燃粘胶纤维和20％-70％重量的有机磷系阻燃粘胶纤维。
由硅氮系的阻燃粘胶纤维和磷系的阻燃粘胶纤维两种纤维制成的面料特点为阻燃性好，且具有极好的吸湿透气性，体感舒适。但强度稍低，适宜做为睡衣，床品等阻燃面料使用。
根据本发明的第二方面，提供一种由有机硅氮阻燃粘胶纤维、有机磷系阻燃粘胶纤维以及第三阻燃纤维混纺制成的纱线或织物。其中第三阻燃纤维可以选自阻燃腈纶、阻燃涤纶、芳纶、芳砜纶、聚酰亚胺、海藻纤维等现有常规阻燃纤维。通过第三纤维的加入，可进一步提高织物的强度。
在某些具体实施中，有机硅氮阻燃粘胶纤维的混纺加入重量百分比为30％-60％，有机磷系阻燃粘胶纤维加入重量百分比为10％-60％，第三阻燃纤维的加入重量百分比为20％-50％。优选情况下，有机硅氮阻燃粘胶纤维和有机磷系阻燃粘胶纤维合计含量在50％以上，从而可以保证混纺面料的舒适性和成本。
在由有机硅氮阻燃粘胶纤维、有机磷系阻燃粘胶纤维以及聚酰亚胺纤维混纺制成的织物，充分利用了聚酰亚胺强力高的性能，制成的面料具有极高的撕破强力和高耐磨性，可以作为特种防护服面料等使用。
在由有机硅氮阻燃粘胶纤维、有机磷系阻燃粘胶纤维以及芳纶纤维混纺制成的织物，其具有较好的吸湿性和舒适性、较高的撕破强力、可以作为既有防火阻燃要求并可贴身穿着的服装面料或高级防护服内层面料使用，可以满足人体大运动量时的排汗要求。
通过具体实验，发明人惊奇的发现，由有机硅氮系阻燃粘胶纤维和有机磷系阻燃粘胶纤维混纺而成的面料的阻燃效果都强于单一纤维，这表明两种纤维发挥了协同阻燃的作用。这可能是两种纤维在混纺以及织造过程中受温度、压力和/或化学影响而导致某些组分相互渗入或发生改变有关。
由有机硅氮系阻燃粘胶纤维、有机磷系阻燃粘胶纤维以及第三阻燃纤维制成的混纺纤维面料不仅具有很好的阻燃性能，同时还具有较好的吸湿性和舒适性、较高的撕破强力。也大大降低了采用单一磷系阻燃粘胶纤维的发烟量和阻燃面料的成本，具有较高的性佳比。
具体实施方式
如无特别说明，本发明中所使用术语均为纺织领域中常用术语。
具体情况下，本发明中的有机硅氮阻燃粘胶纤维可以含有60-80％(重量)纤维素和10-30％(重量)硅氮阻燃剂；或还可进一步含有1.5-2.5％(重量)的阳离子交联剂。阳离子交联剂的离子形式可以为Ti4+、RN3+、Al3+。在本发明的优选实施例中，有机硅氮阻燃粘胶纤维所含的纤维素的聚合度可以为350～550。本发明的有机硅氮阻燃粘胶纤维长度可以为38-120mm。本发明中使用的硅氮阻燃剂可以是二氧化硅杂氮化合物。例如，可以采用有机硅烷水解分散液，其化学式为[MexOy·nSiO2]+[--CONH]，其中Me代表金属离子，例如Ti4+、Ca2 +、Li+、Na+、K+，SiO2含量为9.23-53％；酰胺[--CONH]含量为4.3-27％。其中金属离子Me优选Ti4+和Ca2+，阻燃剂中的硅、钛、钙元素结合在纤维素主链上，形成硅钛钙系陶瓷网络，构成远红外发射基团，特别当硅、钛、钙的比例(摩尔比)在1～10:1～5:1～23情况下，能够得到抗辐射性能最佳的最终产品。
具体情况下，本发明中的有机磷系阻燃粘胶纤维含有5％-35％的如式(I)所示的有机磷化合物。
其中R1、R2相互独立，是未取代或取代的C1-12-烷基、C5-7-环烷基、C7-12芳烷基或C6-12芳基；X是氧或硫。
优选情况下，所述有机磷化合物为2,2’-氧基双[5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂磷杂环己烷]2,2’二硫化物。
在下文的具体实施例中，具体采用北京赛欧兰阻燃纤维有限公司生产的硅氮系阻燃粘胶纤维(SOL FR)，具体采用奥地利兰精公司生产的磷系阻燃粘胶纤维(Lenzing FR)。
实施例1
(1)按30:70的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维，并对两种纤维进行混合。
(2)纺纱工序：抓棉→混开棉→梳针打手开棉→振动棉箱给棉→单打手成卷→梳棉→一次并条→二次并条→三次并条→粗纱→细纱→络筒→成包。
(3)织造工序：蒸纱→整经→浆纱→穿综→织造→检验→分等→修织→成品；其中经纬纱采用JC 9.7tex(捻度1950捻/m)强捻纱，并按2S∶2Z排列。
(4)染整工序：烧毛→溢流练漂→丝光→溢流染色→松式烘干→柔软→预缩。
采用上述方法，做成10支纱，斜纹布，克重200g/m2的阻燃面料。
实施例2
(1)按40:60的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维，并对两种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例3
(1)按50:30:20的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及阻燃腈纶纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例4
(1)按40:30:30的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及阻燃腈纶纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例5
(1)按50:10:40的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及聚酰亚胺纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例6
(1)按30:20:50的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及聚酰亚胺纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例7
(1)按50:10:40的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及芳纶1313纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例8
(1)按30:20:50的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及芳纶1313纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例9
(1)按50:20:30的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及阻燃涤纶纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例10
(1)按60:20:20的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及阻燃涤纶纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例11
(1)按50:30:20的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及海藻纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
实施例12
(1)按40:30:30的重量比提供同为2D×51mm的SOL FR和Lenzing FR短纤维以及海藻纤维，并对三种纤维进行混合。
其它步骤同实施例1。
对比例1
(1)提供单一的2D×51mm的SOL FR。
其它步骤同实施例1。
对比例2
(1)提供单一的2D×51mm的Lenzing FR。
其它步骤同实施例1。
对上述实施例和对比例制成的面料做撕破强力与垂直燃烧试验，结果如下：
表1.面料的撕破强力及阻燃性能测试结果
由以上结果可得出：
由硅氮系的阻燃粘胶纤维和磷系的阻燃粘胶纤维混纺而成的面料均表现出了很好的阻燃性能，阻燃效果都强于单一纤维，这表明两种纤维发挥了协同阻燃的作用。同时，混纺纤维面料具有较好的吸湿性和舒适性、较高的撕破强力。也大大降低了阻燃面料的成本，具有较高的性佳比。

Claims (10)

1.一种由有机硅氮阻燃粘胶纤维与有机磷系阻燃粘胶纤维混纺制成的纱线。
2.根据权利要求1所述的纱线，含有30％-80％重量的有机硅氮阻燃粘胶纤维和20％-70％重量的有机磷系阻燃粘胶纤维。
3.一种由有机硅氮阻燃粘胶纤维、有机磷系阻燃粘胶纤维以及第三阻燃纤维混纺制成的纱线。
4.根据权利要求3所述的纱线，有机硅氮阻燃粘胶纤维的混纺加入重量百分比为30％-60％，有机磷系阻燃粘胶纤维加入重量百分比为10％-60％，第三阻燃纤维的加入重量百分比为20％-50％。
5.根据权利要求3所述的纱线，第三阻燃纤维包括阻燃腈纶、阻燃涤纶、芳纶、芳砜纶、聚酰亚胺、海藻纤维。
6.根据权利要求1或3所述的纱线，其中有机硅氮阻燃粘胶纤维含有10％-30％重量的硅氮阻燃剂，所述硅氮阻燃剂为二氧化硅杂氮化合物。
7.根据权利要求6所述的纱线，所述二氧化硅杂氮化合物采用有机硅烷水解分散液，其化学式为[MexOy·nSiO2]+[--CONH]，其中Me选自金属离子Ti4+、Ca2+、Li+、Na+或K+，SiO2含量为9.23％-53％；酰胺[--CONH]含量为4.3％-27％。
8.根据权利要求1或3所述的纱线，其中有机磷系阻燃粘胶纤维含有5％-35％的如式(I)所示的有机磷化合物。
(I)
其中R1、R2相互独立，是未取代或取代的C1-12-烷基、C5-7-环烷基、C7-12芳烷基或C6-12芳基；X是氧或硫。
9.根据权利要求8所述的纱线，所述有机磷化合物为2,2’-氧基双[5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂磷杂环己烷]2,2’二硫化物。
10.一种由权利要求1-9任一所述的纱线制成的织物。
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