CN110725055B - 一种阻燃抓绒面料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃抓绒面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃抓绒面料及其制备方法，该面料由SOL FR纤维、阻燃腈纶、导电纤维以及聚酰亚胺纤维或芳砜纶混纺制成。本发明所生产的抓绒面料具有良好的吸湿性、透气性，在兼顾了面料的舒适性及永久阻燃性的同时，还具有抗菌防螨及远红外功能。

Description

一种阻燃抓绒面料及其制备方法
技术领域
本发明属于纺织学科技术领域，涉及一种阻燃抓绒面料及其制备方法。
背景技术
目前市面上的抓绒面料大都是采用涤纶纤维织成，其柔软性虽然很好，但其吸湿透气性差，易产生静电，而且易燃并伴有熔融滴落的缺陷。
发明内容
本发明解决的技术问题：为了克服目前市面上的抓绒面料舒适性差、易产生静电及易燃的缺陷，提供一种舒适性好、阻燃性高、无熔融滴落的抓绒面料。
根据本发明的第一方面，提供一种阻燃抓绒面料，由SOL FR纤维、阻燃腈纶、导电纤维以及聚酰亚胺纤维或芳砜纶混纺制成。
在某些优选实施例中，阻燃抓绒面料由以下四组分纤维材料(按重量比)：SOL FR：聚酰亚胺纤维：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％混纺制成。
在某些优选实施例中，阻燃抓绒面料由以下四组分纤维材料(按重量比)：SOL FR：芳砜纶：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％混纺制成。
优选情况下，阻燃抓绒面料的纤维线密度为1.33dtex～3.33dtex，克重为200g/㎡～400g/㎡。
其中，SOL FR是指北京赛欧兰阻燃纤维有限公司生产的阻燃再生纤维素纤维，其它纤维采用市面上广泛销售的品种。SOL FR具体名称为多元素协效阻燃再生纤维素纤维，该纤维由纤维素、多元素协效阻燃剂及阳离子交联剂以交叉网络形成丝纤维结构。该纤维的制造工艺为：以α-纤维素、多元素协效阻燃剂、阳离子交联剂为原料，步骤包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、混胶、平衡、纺丝、牵伸、交联、精练、烘干。
其中，多元素协效阻燃剂由多种阻燃元素构成，包含Si、P、N、B元素，是经多步合成共混而成。具体情况下，所述多元素协效阻燃剂以DDPS(2，2′—氧代双(5，5—二甲基—1，3，2—二噁磷烷—2，2′—二硫化物))、聚硼硅氧烷、硅溶胶分散剂和碳二酰胺为原料经共混合成工艺制得。更具体情况下，制备过程中，DDPS、聚硼硅氧烷、硅溶胶分散剂和碳二酰胺的重量配比为1:(1～2):(8～10):(2～2.5)。更具体情况下，其中硅溶胶分散剂是通过硅溶胶和NaOH溶液反应后制得。
其中，阳离子交联剂为北京奥盛兰公司提供的交联剂代号T-4，其中阳离子Me为Ti、Ca和/或Al。
在多元素协效阻燃再生纤维素纤维的制造工艺中，多元素协效阻燃剂添加在ⅡF粘胶中，搅拌时间≥0.5h，平衡时间要求≥1h。其中，ⅡF粘胶组成为：甲纤8.1～9.8％，NaOH5.4～7.8％。胶体粘度40～60秒(落球法)，熟成度14～16ml(10％氯化铵)。混胶比例为：ⅡF粘胶80～92％，阻燃剂8～20％。在ⅡF胶位置添加阻燃剂，保证了阻燃剂与粘胶混合后不会在纺丝工艺要求的时间内凝胶化；在后整理工序通过添加阳离子交联剂，使纤维中的阻燃剂成分形成网状不可溶物，阻燃成分不易丢失，进而实现连续化、规模化生产。
在多元素协效阻燃再生纤维素纤维的制造工艺中，纺丝工序要求酸浴组成为：硫酸70～145g/L,硫酸钠220～350g/L,硫酸锌14～90g/L。酸浴温度36～55℃，酸值落差<4g/L。
在多元素协效阻燃再生纤维素纤维的制造工艺中，精练工序减除碱洗脱硫，二水洗后增加交联工序，阳离子交联剂用量为纤维素量的0.5～0.8倍，处理时间≥15min，处理温度≥75℃。
采用上述技术方案制成的多元素协效阻燃再生纤维素纤维，其组成为甲纤65～85％，阳离子Me(Ti、Ca、Al)为1～3％，SiO2为14～16％，P为4～6％，B为1～2％，N为1～2％。成型后的该纤维干断裂强度≥1.85cN/dtex，含水8～15％，1100℃有氧条件下能保持纤维原有形态，织物可形成屏蔽保护层，LOI≥30％。
根据本发明第二方面，提供上述阻燃抓绒面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：将各种阻燃纤维按混纺配方进行均匀混合纺成细纱；
其中，各种阻燃纤维是指SOL FR、聚酰亚胺纤维、阻燃腈纶、导电纤维四组分或是SOL FR、芳砜纶、阻燃腈纶、导电纤维四组分混纺。
其中，阻燃纤维混纺配方是指SOL FR：聚酰亚胺纤维：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％或SOL FR：芳砜纶：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％。
其中，阻燃纤维混纺步骤包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤、细纱步骤。
第二步：织造坯布：以阻燃涤纶长丝为底纱，四组分混纺细纱作为面纱，经过纬编织造成坯布。
第三步：染色与后整理，流程包括：坯布检验-预定型→染色→脱水→烘干→预缩→拉毛→梳毛→剪毛→拉幅定型→落布→成品检验。
优选情况下，阻燃涤纶长丝规格为75D/48F或120D/60F，其它阻燃纤维线密度要求1.33dtex～3.33dtex。
本发明所生产出来的抓绒面料具有良好的吸湿性、透气性，在兼顾了面料的舒适性及永久阻燃性的同时，还具有抗菌防螨及远红外功能。可制成阻燃摇粒绒、阻燃珊瑚绒等多种形式。
具体实施方式
通过如下实例有助于理解本发明，但不限制本发明的其它内容。
实施例1：SOL FR的制备
一、多元素协效阻燃剂的合成
1.1 DDPS的合成(2，2′—氧代双(5，5—二甲基—1，3，2—二噁磷烷—2，2′—二硫化物))
分子式C5H10O2PS-O-SPO2H10C5
第一步
三氯硫磷328kg，新戊二醇202.3kg，溶剂苯165L，加热至40℃，搅拌溶解完全。缓慢滴加吡啶305kg，控制温度45～75℃,保温反应2h，纯水洗涤，过滤，烘干。得白色中间体备用。
第二步
上述中间体364kg，加溶剂二氧六环155L，纯水38.5kg，加热溶解中间体。缓慢滴加吡啶143.5kg，温度控制85～100℃，保温反应2h，纯水洗涤，过滤，烘干。得白色针状晶体备用。
研磨制备20％DDPS水分散液，要求固形物粒径98％通过400目滤布。
1.2聚硼硅氧烷合成
分子示性式：HO((C6H5)2SiO)nBOO((CH3)2SiO)mOH
原料：二甲基二甲氧基硅烷DMM；二苯基二甲氧基硅烷DDS；硼酸催化剂：乙酸、溶剂：二甲苯
工艺：
水336.4kg，加乙酸14kg入反应釜中。DMM26.16kg，DDS79.77kg混合后，30～50min滴完。保温80℃搅拌反应2h，产生硅醇或低聚硅氧烷。用布氏漏斗移除水分，加适量溶剂二甲苯
加硼酸33.64kg，100℃反应5～7h,冷却，水洗涤二甲苯溶液，真空脱溶剂，得白色固体产品。
研磨制备20％聚硼硅氧烷水分散液，要求固形物粒径98％通过400目滤布。
1.3硅溶胶分散剂制备
30％硅溶胶491kg，加入反应釜，搅拌条件下滴加30％NaOH水溶液655kg，保持温度不超过60℃，反应3h，溶液完全透明后降温，出料备用。
1.4阻燃剂总成
硅溶胶分散剂650kg，加入反应釜中，加聚硼硅氧烷水分散液180kg，加DDPS水分散液120kg，开启搅拌，升温至75℃，保持温度1h，添加碳二酰胺50kg，反应0.5h后，冷却至常温，经压滤机过滤，滤布孔径为400-600目，滤过液体即为多元素协效阻燃剂成品。
二、SOL FR的制造
2.1 1.0DX36mm多元素协效阻燃粘胶短丝
依照常规工艺，以α-纤维素为原料制备粘胶，制备好的ⅡF胶要求得到如下指标：
甲纤 碱 粘度 熟成度 密度
8.1％ 5.9％ 60S 15ml 1.12
将180L多元素协效阻燃剂，在强烈搅拌下缓慢加入1000LⅡF粘胶中，搅拌0.5小时以上，在容器中平衡1小时，过滤，真空连脱制得纺丝胶。在硫酸110g/L,硫酸钠245g/L，硫酸锌25G/L,回酸浓度落差小于4.0，酸温55℃的酸浴中纺丝。丝条经二次牵伸，切断，制得1.0DX36mm粘胶短丝原丝，纤维经水洗，交联，水洗，脱水，上油，烘干制得耐高温阻燃粘胶短丝。
2.2 75D/24F多元素协效阻燃粘胶长丝
依照常规工艺，以α-纤维素为原料制备粘胶，制备好的ⅡF胶要求得到如下指标：
甲纤 碱 粘度 熟成度 密度
8.1％ 5.9％ 60S 15ml 1.12
将180L多元素协效阻燃剂，在强烈搅拌下缓慢加入1000LⅡF粘胶中，搅拌0.5小时以上，在容器中平衡1小时，过滤，静态10小时脱泡制得纺丝胶。在硫酸110g/L,硫酸钠245g/L，硫酸锌25G/L,回酸浓度落差小于2.0，酸温55℃的酸浴中纺丝。单丝经牵伸，淋洗，离心，制得75D/24F丝饼，丝饼经二次压洗，交联剂溶液压洗，二次水压洗，离心脱水，上油，烘干，成筒制得耐高温阻燃粘胶长丝。
三、抓绒面料的制备
第一步：将各种阻燃纤维按混纺配方进行均匀混合纺成细纱；
其中，各种阻燃纤维是指SOL FR、聚酰亚胺纤维、阻燃腈纶、导电纤维四组分或是SOL FR、芳砜纶、阻燃腈纶、导电纤维四组分混纺。
其中，阻燃纤维混纺配方是指SOL FR：聚酰亚胺纤维：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％或SOL FR：芳砜纶：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％。
其中，阻燃纤维混纺步骤包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤、细纱步骤。
第二步：织造坯布：以阻燃涤纶长丝为底纱，四组分混纺细纱作为面纱，经过纬编织造成坯布。
第三步：染色与后整理，流程包括：坯布检验-预定型→染色→脱水→烘干→预缩→拉毛→梳毛→剪毛→拉幅定型→落布→成品检验。
具体情况下，阻燃涤纶长丝规格为75D/48F或120D/60F，其它阻燃纤维线密度要求1.33dtex～3.33dtex。
采用上述工艺制备的抓绒面料，采用各项行业标准进行性能测试，结果为：极限氧指数＞32％，法相发射率＞0.86，大肠杆菌(8099)抑菌率＞85％，金黄色葡萄球菌(ATCC6538)抑菌率＞85％，白色念珠菌(ATCC 10231)抑菌率＞80％，粉尘螨驱避率＞70％。

Claims (9)

1.一种阻燃抓绒面料，其特征在于：由SOL FR纤维、阻燃腈纶、导电纤维以及聚酰亚胺纤维制成，或是由SOL FR纤维、阻燃腈纶、导电纤维以及芳砜纶混纺制成；所述阻燃抓绒面料的纤维线密度为1.33dtex～3.33dtex；
SOL FR具体名称为多元素协效阻燃再生纤维素纤维，该纤维由纤维素、多元素协效阻燃剂及阳离子交联剂以交叉网络形成丝纤维结构；该纤维的制造工艺为：以α-纤维素、多元素协效阻燃剂、阳离子交联剂为原料，步骤包括浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、过滤、混胶、平衡、纺丝、牵伸、交联、精练、烘干；
其中，多元素协效阻燃剂由多种阻燃元素构成，包含Si、P、N、B元素，是经多步合成共混而成；具体情况下，所述多元素协效阻燃剂以DDPS、聚硼硅氧烷、硅溶胶分散剂和碳二酰胺为原料经共混合成工艺制得，其中DDPS为2，2′—氧代双(5，5—二甲基—1，3，2—二噁磷烷—2，2′—二硫化物)；
其中，阳离子交联剂中阳离子Me为Ti、Ca和/或Al；
所述多元素协效阻燃再生纤维素纤维，其组成为甲纤65～85％，阳离子Me为1～3％，SiO2为14～16％，P为4～6％，B为1～2％，N为1～2％；成型后的该纤维干断裂强度≥1.85cN/dtex，含水8～15％，1100℃有氧条件下能保持纤维原有形态，该纤维形成的织物能够形成屏蔽保护层，该织物的LOI≥30％。
2.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：四组分纤维材料重量比为：SOLFR：聚酰亚胺纤维：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％。
3.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：四组分纤维材料重量比为：SOLFR：芳砜纶：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％。
4.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：阻燃抓绒面料的极限氧指数＞32％。
5.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：阻燃抓绒面料的法相发射率＞0.86。
6.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：阻燃抓绒面料的大肠杆菌8099抑菌率＞85％，金黄色葡萄球菌ATCC 6538抑菌率＞85％，白色念珠菌ATCC 10231抑菌率＞80％，粉尘螨驱避率＞70％。
7.根据权利要求1所述的阻燃抓绒面料，其特征在于：阻燃抓绒面料的品种包括阻燃摇粒绒、阻燃珊瑚绒。
8.一种如权利要求1-7之一所述的阻燃抓绒面料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：将各种阻燃纤维按混纺配方进行均匀混合纺成细纱；
其中，各种阻燃纤维是指SOL FR、聚酰亚胺纤维、阻燃腈纶、导电纤维四组分或是SOLFR、芳砜纶、阻燃腈纶、导电纤维四组分混纺；
其中，阻燃纤维混纺配方是指SOL FR：聚酰亚胺纤维：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％或SOL FR：芳砜纶：阻燃腈纶：导电纤维＝(20～40)％：(20～40)％：(20～40)％：(1～3)％；
其中，阻燃纤维混纺步骤包括：开清棉步骤、梳棉步骤、并条步骤、粗纱步骤、细纱步骤；
第二步：织造坯布：以阻燃涤纶长丝为底纱，四组分混纺细纱作为面纱，经过纬编织造成坯布；
第三步：染色与后整理，流程包括：坯布检验→预定型→染色→脱水→烘干→预缩→拉毛→梳毛→剪毛→拉幅定型→落布→成品检验。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：阻燃涤纶长丝规格为75D/48F或120D/60F，其它阻燃纤维线密度要求1.33dtex～3.33dtex。
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