CN111286836A - 一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线、制备方法及手套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线,其包含以下质量百分比的组分:改性聚苯硫醚纤维:20%‑80%、阻燃纤维:5%‑40%、切割增强长丝:5%‑40%;所述改性聚苯硫醚纤维为经氧化改性的聚苯硫醚纤维,经氧化改性使聚苯硫醚结构中的硫原子部分或全部氧化成砜基或亚砜基,具有高温下纤维无熔融、无熔缩、离火即熄等特性。本发明的纱线制备的防护手套兼具有理想的耐切割性和阻燃防护性能,并改善了阻燃防切割手套的穿戴舒适性,成本也更低。在劳保防护手套领域,与芳纶相比,本发明的阻燃防切割纱线具有一定的替代性优势。
Description
技术领域
本发明涉及纺织防护用品技术领域,具体而言涉及一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线、制备方法及手套。
背景技术
据初步调查,阻燃防切割手套的需求逐年增加。目前,阻燃防切割手套一般采用芳纶纤维织造而成,芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱和本征阻燃等特点,可一定程度上满足市场上对阻燃防切割防护手套的需求。但由于芳纶纤维具有见光变色、难染色、模量高、刚性大(不够柔软) 和价格高等缺点,致使由其制备的劳保防护手套色彩单一、手感发涩及偏硬、成本高等缺点。
为了改善单纯使用芳纶所存在的缺陷,目前业内提出一些解决技术方案,如将芳纶和聚苯硫醚纤维混合制造纱线。如中国专利申请号CN 104630957A 公开一种纱线,包含一种基于芳香族聚酰胺和聚芳砜的共混纤维70-30wt%和聚苯硫醚纤维30-70wt%。其中,聚苯硫醚(PPS)纤维是由分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂经熔融纺丝制备而成的一种高性能纤维材料,具有优良的耐热性能、耐化学性、阻燃性能、力学性能和纺织加工性能。由于PPS分子结构中的硫是以负二价存在的,容易失去电子而与氧结合,导致降解、大分子断裂,因此PPS的耐氧化性尤其是耐热氧化性能较差,导致纱线整体的耐热氧性能不足。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题,本发明提供一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线,采用改性聚苯硫醚纤维与阻燃纤维和切割增强长丝按照一定比例混合,纺成复合纱线,该复合纱线具有在高温下不发生熔融、熔缩现象,燃烧环境下直接碳化、阻燃效果持久;与芳纶手套相比,本发明纱线织物具有较好的耐切割性、穿戴柔软度和舒适度、易上色、光照变色程度低和生产成本低等优势。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线,包括以下质量百分比的组分:
改性聚苯硫醚纤维:20%-80%、
阻燃纤维:5%-40%、
切割增强长丝:5%-40%;
所述改性聚苯硫醚纤维为经氧化改性的聚苯硫醚纤维,经氧化改性使聚苯硫醚结构中的硫原子部分或全部氧化成砜基或亚砜基,具有高温下纤维无熔融、无熔缩、离火即熄等特性。
根据本发明的较佳实施,其中:所述阻燃防切割纱线为支数为5-40S的单纱或合股纱,优选10S-30S单纱或合股纱,更优选为16S-21S单纱或合股纱;当其为单纱时,单纱捻度为20-100捻/10cm,优选20-80捻/10cm,更优选25-60捻/10cm;当其为合股纱时,合股纱捻度为20-100捻/10cm,优选20-80 捻/10cm,更优选25-60捻/10cm;当其为单纱时,捻向为Z向,当其合股纱时,捻向为S向。在该捻度范围内得到的阻燃防切割纱线的可纺性更好,更适于用来织造防护手套。
进一步地,所述改性聚苯硫醚纤维极限氧指数(LOI)≥30,更优选≥35。极限氧指数是指聚合物在氧和氮混合气体中当刚能支撑其燃烧时氧的体积分数浓度,是表征材料燃烧行为的指数。通常认为极限氧指数为22时,该物质可以在空气中燃烧,极限氧指数越高越不易在空气中燃烧。
其中,所述改性聚苯硫醚纤维纤度为1-8D,优选为1-6D,更优选为1-4D。其中,所述改性聚苯硫醚纤维长度为38mm-102mm,优选为38mm-76mm,更优选为51-65mm。其中,所述改性聚苯硫醚纤维断裂强度≥2.5cN/dtex,优选2.5-4.8cN/dtex更优选为2.5-3.5cN/dtex。其中,所述改性聚苯硫醚纤维断裂伸长率≥15%,优选15-45%,更优选为15-25%。
根据本发明的较佳实施,其中:所述阻燃纤维为选自芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶纤维、聚酰亚胺纤维、PBO纤维、PBI纤维、腈氯纶纤维、阻燃聚丙烯腈纤维、阻燃纤维素纤维、阻燃聚酯纤维、阻燃聚酰胺纤维、阻燃聚丙烯纤维和碳纤维预氧化丝中的一种或几种的混合。
更进一步优选,所述阻燃纤维为芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶纤维、阻燃聚丙烯腈纤维、阻燃纤维素纤维、阻燃聚酯纤维或阻燃聚酰胺纤维的一种或几种。
其中,所述阻燃纤维素纤维较佳是采用共混法或接枝共聚法,使纤维素纤维具有阻燃性,且不依赖使用时间而使阻燃性迅速丧失。其中,所述阻燃纤维素纤维为阻燃粘胶纤维、阻燃竹纤维、阻燃莱赛尔纤维或阻燃大豆纤维。共混法是通过在这些纤维素的纺丝原液中加入阻燃剂或阻燃剂的分散液,而后经纺丝设备在凝固浴中纺丝成形,从而使得纤维具有阻燃性,具有永久阻燃性,极限氧指数(LOI)≥28。此方法操作简单,并且制得的阻燃纤维在手感、耐水洗性和物理机械性能等方面均较为优越,且优选地,所述阻燃剂选择无毒磷系阻燃剂,利用氨基甲酸酯法纺出阻燃纤维素纤维。研究表明,该阻燃纤维素纤维具有良好的力学性能及阻燃性能。
其中,所述阻燃纤维纤度为1-8D,优选为1-6D,更优选为1-4D。其中,所述阻燃纤维长度为38mm-102mm,优选为38mm-76mm,更优选为 51-65mm。其中,所述阻燃纤维断裂强度≥2.0cN/dtex,断裂伸长率3.0-40%。优选地,阻燃纤维极限氧指数(LOI)≥28
根据本发明的较佳实施,其中:所述切割增强长丝为玻璃纤维长丝、玄武岩纤维长丝、合金丝长丝、超高分子量聚乙烯纤维长丝和芳香族聚酰胺纤维长丝中的一种或几种的混合。
当切割增强长丝为玻璃纤维长丝时,玻璃纤维的纤度为20D-500D,优选40D-300D,更优选为50D-200D;拉伸断裂强度≥0.4N/tex,优选0.4-0.9 N/tex,更优选0.6-0.8N/tex;拉伸断裂伸长率为0.5%-5%,优选1.0%-3%,更优选1.5%-2.5%。
当切割增强长丝为玄武岩纤维长丝时,其纤度为20D-400D,优选为 50D-200D,更优选为50D-150D;拉伸断裂强度≥0.45N/tex,优选为0.6-0.9N/tex,更优选0.6-0.8N/tex。
当切割增强长丝为合金丝长丝时,所述合金丝优选为不锈钢丝或钨丝,更优选为不锈钢丝;合金丝直径为0.005-0.1mm,优选0.01-0.05mm,更优选为0.03-0.05mm;拉伸断裂强度≥1000Mpa,优选1000-4000Mpa,更优选为 1800-3000Mpa;拉伸断裂伸长率为1%-30%,优选1.5%-20%,更优选2%-10%。
当切割增强长丝为超高分子量聚乙烯纤维长丝时,其纤度为50D-800D,优选50D-400D,更优选100D-200D。所述超高分子量聚乙烯纤维,优选是采用经高硬度粉体掺杂改性的抗切割超高分子量聚乙烯纤维,如荷兰帝斯曼公司生产的DiamondTechnology纤维。
当切割增强长丝为芳香族聚酰胺纤维长丝时,其纤度为50D-800D,优选50D-500D,更优选100D-400D。所述芳香族聚酰胺纤维长丝,优选为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,如美国杜邦公司生产的Kevlar对位芳纶纤维、日本帝人公司生产的Twaron对位芳纶纤维和烟台泰和新材料股份有限公司生产的泰普龙对位芳纶纤维。
根据本发明的较佳实施,其中:所述阻燃防切割纱线,包括以下质量百分比的组分:
改性聚苯硫醚纤维:50%-70%、
阻燃纤维:10%-26%、
切割增强长丝:10%-38%。
根据本发明的较佳实施例,其中:所述改性聚苯硫醚纤维含量为 70-72wt%或50-52wt%;所述阻燃纤维含量为10-15wt%或20-25wt%;所述切割增强长丝含量为10-20wt%、20-25wt%或35-38wt%。
本发明还提供一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线的制备方法,所述方法包括:
S1:将改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维经纺纱工艺纺制成纱条;
S2:采用环锭纺包芯纱的纺纱方式,将步骤S1的纱条牵伸后与切割增强长丝进行加捻,即得到一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割单纱;
其中,所述改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维的纱条作为环锭纺包芯纱的纺纱方式中的纤维须条部分,所述切割增强长丝作为芯层长丝部分;经细纱工序加工设备(如环锭纺细纱机)加工获得所述阻燃防切割单纱;
所述阻燃防切割单纱作为阻燃防切割纱线产品或者进一步将单纱进行合股,得到合股纱,以合股纱作为阻燃防切割纱线产品。
所述环锭纺包芯纱的纺纱方式,其工艺过程包括:清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒等。细纱工序所用的环锭纺细纱机添加包芯纱装置,在细纱工序中,将切割增强长丝通过倒纱杆喂入前罗拉,不经过细纱机的牵伸装置,与牵伸后的外包纱条(由改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维预先混纺制得的纱条)进行包覆加捻,外包纱条包缠在切割增强长丝表面形成包芯纱。
其中,步骤S1中,所述纺纱工艺包括但不限于:环锭纺、气流纺、转杯纺、涡流纺、赛络纺、紧密纺,优选采用环锭纺和转杯纺。
本发明还提供一种采用上述任一实施方案的阻燃防切割纱线制作的阻燃防切割手套,所述手套为针织手套或涂层手套。
其中,所述针织手套是采用上述任一实施例的阻燃防切割纱线织造的手套;优选地,所述针织手套或针织手套胚是7针、10针、13针、15针或18 针。
其中,所述涂层手套是在以上述任一实施例的阻燃防切割纱线织造的手套胚表面,采用浸渍、涂覆、热压及贴合等任一种方式形成高分子涂层。优选地,所述高分子涂层为丁腈胶乳、天然乳胶、PU胶乳、丁苯胶乳、PVC、硅橡胶、聚硫橡胶及前述各项胶乳的改性胶乳(如阻燃改性、耐高温改性、抗静电改性或防滑改性等等);所述高分子涂层为一层或多层的叠加。
需说明的是,本发明的阻燃防切割纱线不限于制造防护手套,其适宜制作防护衣、防护鞋面等其他防护用品。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的阻燃防切割纱线中采用了改性聚苯硫醚纤维,其是在原有聚苯硫醚的基础上将其中的硫原子部分或全部氧化成砜基或亚砜基,使其高温下具有无熔融、无熔缩、离火即熄等特性,不发生熔融熔缩现象,在燃烧环境下直接碳化;由此纱线制备的防护手套/工作服等在高温条件下,易发生纤维熔缩黏连皮肤而导致手部损伤的安全隐患,为特殊工况下的劳保防护提供了全新的纱线材料。
(2)本发明的阻燃防切割纱线,其芯层为切割增强长丝,外层包覆着改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维混纺制得的阻燃性纱条,使制备的防护手套兼具有理想的耐切割性和阻燃防护性能,且生产成本较芳纶低,市场应用前景好。
其中,阻燃纤维优选是阻燃纤维素纤维,有利于提高纱线织造手套的透气性、柔软度、吸湿排汗性,改善穿戴舒适指数。进一步地,阻燃纤维素纤维是采用共混法获得阻燃性,其阻燃性能都不会随时间而快速衰退,具有更持久的阻燃和耐高温性能。
(3)改性聚苯硫醚纤维具有纤维本征阻燃、无原纤化(指纤维表面分裂出细小的微纤维)的问题,不影响穿戴和观感。较芳纶手套而言,本发明的阻燃防切割纱线织造的手套,手感无发涩感、较柔软舒适、易上色、且光照变色程度低和成本低等优势,改善纯芳香族类纱线织物在穿戴性方面的不足;在劳保防护手套领域,与芳纶相比,具有一定的替代性优势。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合具体实施方式,对本发明作详细描述。
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合具体实施方式,对本发明作详细描述。
本发明的整体思路是采用改性聚苯硫醚纤维、阻燃纤维和切割增强长丝混合制得一种阻燃防切割纱线,用于制作阻燃防切割手套,以满足市场上对阻燃防切割防护手套的需求,并在一定程度改善芳纶手套所存在的不足。具体地,本发明的方案为:一种阻燃防切割纱线,其包含以下质量百分比的组分:
改性聚苯硫醚纤维:20%-80%、
阻燃纤维:5%-40%、
切割增强长丝:5%-40%;
所述改性聚苯硫醚纤维为经氧化改性的聚苯硫醚纤维,经氧化改性使聚苯硫醚结构中的硫原子部分或全部氧化成砜基或亚砜基,具有高温下纤维无熔融、无熔缩、离火即熄等特性。
改性聚苯硫醚纤维是由聚苯硫醚纤维或纱线为原料,经结构改性制得,改性后的PPS纤维不仅保留了PPS纤维固有的特性,其抗氧化性能、阻燃性能、耐高温性能大幅度的提高。改性后的聚苯硫醚纤维成产成本远低于芳纶纤维,其阻燃性能、耐紫外光性能、耐高温性能优于芳纶纤维。同时,改性聚苯硫醚纤维制备的织物手感无发涩感,提高了织物的舒适度。
其中所述改性聚苯硫醚纤维,可采购于山东飞薄新材料科技有限公司(岱纶)、苏州金泉新材料股份有限公司等公司,也可采用包括但不限于以下几种方式自行制备(最优选为方法二):
方法一:采用KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、FeCl3、HClO、H2O2、Na2O2、 NO2、HNO3、O3、过醋酸、过甲酸、过氧化二枯基、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化叔丁醇或过苯甲酸特丁酯的至少一种,配制成浓度为0.5-40wt%的氧化剂溶液,将聚苯硫醚纤维浸渍于氧化剂溶液中,聚苯硫醚纤维的质量占聚苯硫醚纤维和氧化剂溶液总质量的10-40wt%,浸渍温度60-140℃,时间为10min-12h;通过溶剂分离、洗涤和真空干燥,得到具有自熄性和无熔滴的改性聚苯硫醚纤维。
方法二:将K2O2、H2SO4、HNO3、KMnO4和KClO4中至少一种溶于丙酮中,得到氧化剂溶液,将聚苯硫醚纤维加入氧化剂溶液中180-200℃的条件下浸渍1-4h,取出后,将聚苯硫醚纤维再加入抗氧化剂溶液(将黄酮类、二丁基羟基甲苯或叔丁基对苯二酚溶于丙酮制得抗氧化剂溶液)中在 120-140℃的条件下浸渍1-2h,然后用丙酮、蒸馏水洗涤、真空干燥;将干燥的聚苯硫醚纤维加入聚丙烯酰胺溶液中,在150-180℃的条件下浸渍3-5h,最后将聚苯硫醚纤维加入1,4-二氯甲基苯溶液中交联3-5h,交联后用无水乙醇、蒸馏水洗涤、真空干燥,得到抗熔缩的聚苯硫醚纤维。
方法三:将硼酸钠或硼酸钾硼化物与甲酸、醋酸、硫酸、盐酸任意一种组成氧化性溶液,调节pH值在2-9,将聚苯硫醚纤维浸没到氧化性溶液中,改性处理时间为3-6小时之间,用无水乙醇、蒸馏水洗涤、真空干燥。改性聚苯硫醚纤维保留了固有聚苯硫醚纤维的力学性能、化学稳定性、阻燃性、保温性之外,其抗氧化性能、耐高温、电性能方面均有极大的提升。
需要说明的是,三种组分在阻燃防切割纱线中的含量比例不宜过高或过低,需根据实际需要进行合理的设计和配比。改性聚苯硫醚纤维的含量越高时,则阻燃防切割纱线低,但是其阻燃性能越好;当改性聚苯硫醚纤维含量越低时,则阻燃防切割纱线阻燃性能越低;当阻燃纤维的含量越高时,则阻燃防切割纱线纱线手感越柔软穿戴性会越好,但防切割性能越差;但当阻燃纤维的含量越低时,则阻燃防切割纱线的织造物透气排汗性越差;当切割增强长丝的含量越高时,则阻燃防切割纱线的耐切割性能也越好,但手套发涩发硬,穿戴性变差;当切割增强长丝的含量越低时,则阻燃防切割纱线的耐切割性能会相对变弱。
因此,阻燃防切割纱线中改性聚苯硫醚纤维的含量为20%-80%、阻燃纤维的含量为5%-40%、切割增强长丝的含量为5%-40%;且更优选地,改性聚苯硫醚纤维为50%-70%、阻燃纤维占10%-26%、切割增强长丝占10%-38%。超出上述方案组分比例,可能引起纱线所织造的手套在某一性能方面较优、但另一性能则变弱。因此,前述各组分的含量是发明人经综合考虑了纱线的阻燃性、高温作业环境下瞬时温度过高的作业安全性、耐切割性、手套穿戴舒适性(是否发涩发硬、贴肤性)、及生产成本等各因素所合理设计的。
进一步优选地,所述改性聚苯硫醚纤维含量为70wt%、65wt%、60wt%、 40wt%或30wt%;所述芳香族聚酰胺纤维的含量为10wt%、20wt%、25wt%、 30wt%或40wt%;所述阻燃纤维素纤维的含量为10wt%、20wt%、30wt%或 40wt%。
典型但非限制性地,阻燃防切割纱线中,有以下几种比例分配:
①改性聚苯硫醚纤维含量为70wt%、阻燃纤维的含量为10wt%、切割增强长丝的含量为20wt%;或者:
②改性聚苯硫醚纤维含量为50wt%、阻燃纤维的含量为10wt%、切割增强长丝的含量为40wt%;或者:
③改性聚苯硫醚纤维含量为50wt%、阻燃纤维的含量为25wt%、切割增强长丝的含量为25wt%;或者:
④改性聚苯硫醚纤维含量为50wt%、阻燃纤维的含量为30wt%、切割增强长丝的含量为20wt%。
其中,第①种比例组分的阻燃防切割纱线被证实在阻燃方面具有性能更佳;第②种比例组分的阻燃防切割纱线被证实在防切割方面具有性能更优异;第③种比例组分的阻燃防切割纱线被证实在阻燃及柔软方面具有性能更佳,第④种比例组分的阻燃防切割纱线被证实在柔软及吸湿排汗方面具有性能更优异。
以下为本发明具体应用的实施例。
实施例1
将70wt%1.5D*51mm改性聚苯硫醚纤维(采用方法二改性)、10wt% 2D*51mm对位芳纶短纤、20wt%50D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45 捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2 根20S/2和1根20S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重31.2g/只。
实施例2
将70wt%2D*51mm改性聚苯硫醚纤维(采用方法二改性)、10wt% 3D*51mm对位芳纶短纤、20wt%100D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45 捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1 根10S/2和1根10S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重32.5g/只。
实施例3
将50wt%1.5D*51mm改性聚苯硫醚纤维、10wt%4D*51mm对位芳纶短纤、40wt%200D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1根10S/1 纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重30.2g/只。
实施例4
将50wt%3D*51mm改性聚苯硫醚纤维、25wt%6D*51mm对位芳纶短纤、25wt%0.035mm 316L不锈钢长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根20S/2和1根 10S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重31.5g/只。
实施例5
将50wt%2D*51mm改性聚苯硫醚纤维、15wt%6D*51mm对位芳纶短纤、10%1.2D*38mm阻燃粘胶短纤维和25wt%0.05mm 304N不锈钢长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为 10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1根10S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重30.8g/只。
实施例6
将50wt%2D*51mm改性聚苯硫醚纤维、20wt%8D*51mm对位芳纶短纤、10%2D*38mm阻燃锦纶短纤维和20wt%100D玄武岩长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1根10S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重30.4g/只。
实施例7
将50wt%6D*51mm改性聚苯硫醚纤维、22wt%2D*51mm对位芳纶短纤、10%1.2D*38mm阻燃涤纶短纤维和18wt%0.03mm钨丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根20S/2和1根20S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重30.5g/只。
实施例8
将52wt%6D*51mm改性聚苯硫醚纤维、10wt%8D*51mm对位芳纶短纤、38wt%200D超高分子量聚乙烯长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1 根10S/1纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重31.4g/只。
实施例9
将52wt%1.5D*51mm改性聚苯硫醚纤维、10wt%3D*51mm对位芳纶短纤、38wt%200D对位芳纶长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1根10S/1 纱线在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重30.9g/只。
实施例10
将50wt%1.5D*51mm改性聚苯硫醚纤维、21wt%2D*51mm对位芳纶短纤、10%2D*51mm间位芳纶和19wt%100D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根10S/2纱线在13针针织手套机上进行手套织造,手套克重29.2g/只。
实施例11
将50wt%1.5D*51mm改性聚苯硫醚纤维、20wt%2D*51mm对位芳纶短纤、10%2D*51mm间位芳纶和20wt%100D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根10S/2纱线在13针针织手套机上进行手套织造,手套克重29.5g/只。
实施例12
将50wt%2D*51mm改性聚苯硫醚纤维、25wt%2D*51mm对位芳纶短纤、25wt%0.035mm 316L不锈钢长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根20S/2纱线在 13针针织手套机上进行手套织造,手套克重29.4g/只。
对比例1
将81wt%2D*51mm对位芳纶短纤、19wt%50D玻璃纤维长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根20S/2和1根20S/1在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重 31.3g/只。
对比例2
将50wt%2D*51mm对位芳纶短纤维、26wt%2D*51mm间位芳纶短纤、 24wt%0.035mm 316L不锈钢长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为20S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得20S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用2根20S/2和1根10S/1 在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重31.1g/只。
对比例3
将40wt%2D*51mm对位芳纶短纤维、22wt%2D*51mm聚芳砜纶短纤、 10%2D*38mm阻燃腈纶短纤维和28wt%150D玄武岩长丝,采用环锭纺细纱机经清花、梳棉、并条、粗纱、细纱、络筒过程,制得支数为10S/1,捻度为45捻/10cm的包芯单纱,合股得10S/2,捻度为30捻/10cm的合股纱。采用1根10S/2和1根10S/1在10针针织手套机上进行手套织造,手套克重31.5g/只。
将上述实施例与对比例制备得到的纤维材料进行理化性能检测,具体检测依据如下:
(1)燃烧性能测试方法:《GB/T 5455-2014纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》
(2)阻燃性LOI(极限氧指数)测试方法:《GB/T5454-1997纺织品燃烧性能试验氧指数法》
(3)耐切割性测试方法:《EN ISO 13997》
检测结果如表1所示。
表1
经随机挑选10名厂内工人进行试戴,分别试戴10min。据试戴者主观体验评价反馈,90%以上试戴者认为实施例1-12得到的织造手套无发涩感,穿戴时的柔软舒适性均优于对比例1-3。由此说明,本发明所设计的阻燃防切割纱线所织造的防护手套,在保证了与芳纶及耐切割长丝混纺制得的防切割手套相当的阻燃耐切割性能,同时在穿戴舒适性上有明显提升。
以上,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对发明做其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线,其特征在于,其包含以下质量百分比的组分:
改性聚苯硫醚纤维:20%-80%、
阻燃纤维:5%-40%、
切割增强长丝:5%-40%;
所述改性聚苯硫醚纤维为经氧化改性的聚苯硫醚纤维,经氧化改性使聚苯硫醚结构中的硫原子部分或全部氧化成砜基或亚砜基,具有高温下纤维无熔融、无熔缩、离火即熄等特性。
2.根据权利要求1所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述阻燃防切割纱线为支数为5-40S的单纱或合股纱;
当其为单纱时,单纱捻度为20-100捻/10cm;
当其为合股纱时,合股纱捻度为20-100捻/10cm。
3.根据权利要求1所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述改性聚苯硫醚纤维极限氧指数≥30,纤度为1-8D,长度为38mm-102mm,断裂强度≥2.5cN/dtex,断裂伸长率≥15%。
4.根据权利要求1所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述阻燃纤维为选自芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶纤维、聚酰亚胺纤维、PBO纤维、PBI纤维、腈氯纶纤维、阻燃聚丙烯腈纤维、阻燃纤维素纤维、阻燃聚酯纤维、阻燃聚酰胺纤维、阻燃聚丙烯纤维和碳纤维预氧化丝中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求4所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述阻燃纤维素纤维较佳是采用共混法或接枝共聚法,使纤维素纤维具有阻燃性;所述阻燃纤维素纤维为阻燃粘胶纤维、阻燃竹纤维、阻燃莱赛尔纤维或阻燃大豆纤维。
6.根据权利要求1所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述切割增强长丝为玻璃纤维长丝、玄武岩纤维长丝、合金丝长丝、超高分子量聚乙烯纤维长丝和芳香族聚酰胺纤维长丝中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求6所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,当切割增强长丝为超高分子量聚乙烯纤维长丝时,其纤度为50D-800D,优选是采用经高硬度粉体掺杂改性的抗切割超高分子量聚乙烯纤维;
当切割增强长丝为芳香族聚酰胺纤维长丝时,其纤度为50D-800D,优选为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。
8.根据权利要求1所述的阻燃防切割纱线,其特征在于,所述阻燃防切割纱线包含以下质量百分比的组分:
改性聚苯硫醚纤维:50%-70%、
阻燃纤维:10%-26%、
切割增强长丝:10%-38%。
9.一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割纱线的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
S1:将改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维经纺纱工艺纺制成纱条;
S2:采用环锭纺包芯纱的纺纱方式,将步骤S1的纱条牵伸后与切割增强长丝进行加捻,即得到一种基于改性聚苯硫醚的阻燃防切割单纱;
其中,所述改性聚苯硫醚纤维和阻燃纤维的纱条作为环锭纺包芯纱的纺纱方式中的纤维须条部分,所述切割增强长丝作为芯层长丝部分;经细纱工序加工设备加工,将牵伸后的所述纱条包缠在切割增强长丝表面形成包芯纱,获得所述阻燃防切割单纱;
所述阻燃防切割单纱作为阻燃防切割纱线产品或者进一步将单纱进行合股,得到合股纱,以合股纱作为阻燃防切割纱线产品。
10.一种阻燃防切割手套,所述手套为针织手套或涂层手套,其特征在于,所述针织手套是采用权利要求1-8任一项所述的阻燃防切割纱线纺织制作的手套;
所述涂层手套是采用权利要求1-8任一项所述的阻燃防切割纱线纺织制作的手套胚,在手套胚表面采用浸渍、涂覆、热压及贴合中任一种方式形成高分子涂层;
所述高分子涂层为丁腈胶乳、天然乳胶、PU胶乳、丁苯胶乳、PVC、硅橡胶、聚硫橡胶及前述各项胶乳的改性胶乳;所述高分子涂层为一层或多层的叠加。
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