CN115652461B

CN115652461B - 一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用

Info

Publication number: CN115652461B
Application number: CN202211304423.3A
Authority: CN
Inventors: 刘帅
Original assignee: Nantong Xiehao Safety Technology Co ltd
Current assignee: Nantong Xiehao Safety Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2042-10-24
Also published as: CN115652461A

Abstract

本发明公开了一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用，该耐燃腈纶的制备工艺为：将锑氧化物粉末和十溴二苯乙烷粉末进行湿式研磨，按比例混合后，加入至聚丙烯腈熟料中，混合后的纺液经过滤、慢速搅拌后加压喷丝，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包制得。本发明制得的耐燃腈纶与纤维素纤维、强力纤维按一定比例组合可用于制备纱线、织物和服装，其中织物和服装的面料是经过含有腈纶瘦化处理的特殊面料制备工艺后获得的全新耐燃腈纶混纺面料，符合相应标准的阻燃要求，在维持舒适性不变的情况下，可大幅度降低原料成本。

Description

一种耐燃腈纶及其制备工艺和应用

技术领域

本发明涉及石化、矿山、冶金、钢铁、造船、电力等阻燃防护、热防护的劳动防护技术领域和窗帘、地毯、遮阳、隔断软包等家装阻燃技术领域，特别是涉及一种耐燃腈纶、制备工艺及其在纱线、织物、服装中的应用。

背景技术

随着经济的不断发展和人们生活水平的提高，阻燃织物的市场进一步扩大，相关的法规和技术标准的进一步完善，市场的需求扩大的同时，需求也不断细分化，市场要求性价比更好、可以大面积普及的阻燃织物产品。

常规的纯芳纶、纯聚酰亚胺、聚芳噁二唑纤维、芳砜纶等本质阻燃的产品得到应用的同时，成本高、体感差的缺点也显现出来。虽然上述纤维与阻燃粘胶、阻燃莫代尔等纤维素纤维进行混纺，一定程度降低了成本，增加了织物的舒适性，但这离市场的需求仍然相差甚远。

棉为主体的后处理阻燃织物的阻燃性能非常一般，克重偏高，面料手感偏硬，虽然价格便宜，但是撕破、撕破等物理指标低，且有持续释放甲醛等固有的缺点，特别是需要直接接触皮肤的产品，受到使用者的强烈抵触。

腈氯纶与纤维素、芳纶、聚酰亚胺等纤维混纺的产品很大程度上兼顾了阻燃性、舒适性和经济性的平衡，但在成本上与棉为主体的后处理阻燃织物相差太大。能用于与棉、粘胶、麻等非阻燃纤维混纺的腈氯纶，生产流程长、织造成本较高、生产厂家较少，售价相对较贵，其混纺产品的成本基本已经达到了底线，基本没有大的降低空间。同时腈氯纶由于耐热温度较低，特别是含有少量氨纶的织物，在加工过程中工艺较为复杂，容易产生次品。

迄今为止，在期刊论文、专利等文献中，广泛使用变形聚丙烯腈纤维、改性聚丙烯腈纤维、变性腈纶、改性腈纶、腈氯纶、阻燃腈纶等名称，其实均指的是腈氯纶。中文名称上的不同，容易造成概念上的混淆；英文常用Modacrylic来表达。根据业内达成的约定俗成的共识，丙烯腈含量高于35％、低于85％的合成纤维，称之为变性聚丙烯腈纤维(或改性聚丙烯腈纤维或变性腈纶或改性腈纶或腈氯纶)；丙烯腈含量低于35％不再归入聚丙烯类合成品；丙烯腈高于85％的称为聚丙烯纤维或腈纶，也就是普通腈纶。

到目前为止，普通腈纶的LOI值在17～19之间，不具备阻燃性能。多年来，日本、意大利及中国的普通腈纶的生产厂家在喷丝液中加入金属氧化物或磷系有机合成物微粒，尝试提高普通腈纶的阻燃性，但由于种种技术、环保、生产性的原因，产品阻燃效果不佳，均未取得成功。

随着阻燃剂烧结及合成技术水平的提高，以及提纯、精细研磨、混合工艺水平的提升，市面上出现了具备一定阻燃性能的普通腈纶，阻燃性比以往的阻燃普通腈纶有所提高，但仍然不能直接替换腈氯纶。

本发明制备了一种新型的耐燃腈纶，该耐燃腈纶仍然属于具有一定阻燃性的普通腈纶的范畴(即丙烯腈高于85％)，而不属于变性腈纶或者腈氯纶的范畴(即丙烯腈含量高于35％、低于85％)。该纤维的成本仅仅是市面上腈氯纶价格的一半，成本优势明显。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种耐燃腈纶及其制备工艺。该耐燃腈纶与现有的普通腈纶相比，阻燃性能得到了提高，符合NFPA2112或GB 8965.1，GB 8965.2，EN11611，EN11612等国家标准及国际标准的技术要求。

本发明的第二目的是提供采用上述耐燃腈纶制备的纱线、织物及服装。该阻燃织物保持了良好舒适性，性价比高，能够被市场广泛接受。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种耐燃腈纶制备工艺，包括以下步骤：

把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺或硫氰酸钠或二甲基亚砜或丙酮中，采用持续立体循环搅拌，3小时后过滤杂质后待用，记为A；溶剂不同，溶剂的比例和回收的设备及工艺条件稍有不同，基本工艺基本不同，不影响纤维的阻燃效果。

将锑氧化物粉末放入极限精磨机进行湿式研磨，送料速度为30～35kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为B；

将十溴二苯乙烷粉末放入极限研磨机进行湿式研磨，送料速度为25～30kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为C；

再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比3.1：0.9～1.1：3.9的比例(即该比例中不包括B和C中的水和溶剂质量)将B和C混合，立体循环搅拌30分钟，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40～45kg/hr，研磨4小时，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；其中，若D在密封静置过程中出现分层现象，使用前需立体循环搅拌30分钟后使用；

按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为14～17.5份(即该份数中不包括D中的水和溶剂质量)的比例取出D，加入至A中，以不高于20kg/min的速率持续加入，同时以每分钟立体循环不低于5次的速率持续搅拌4hr以上，记为E；

将罐搅拌4hr以上的E通过十字交叉混合设备，送入高压多层过滤室，过滤后的纺液送入喷丝前储液罐，并保持慢速搅拌待喷丝用，记为F；

(2)将F进行加压喷出喷丝口，以1.05～1.1的牵伸倍数通过第一槽，然后逐步加大第二槽和第三槽的牵伸倍数，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包；烘箱空气温度的绝对温度控制在195度以下，烘筒表面温度控制在203度以下；

将卷曲度控制在12～14峰/inch，纤维分散性良好，粘结率低于8％；纺纱用纤维纤度设计为1.5d、2.0d、5d等需要的纤度,最粗不超过100d,,平均纤度变化控制在3％以内，纤维剪切为38mm、51mm、102mm、127mm长度，根据使用用途，也可以采用长丝包装，长丝不加卷曲；单纤强力确保在2.5cN/dtex以上。

一种采用上述制备工艺制得的耐燃腈纶。

一种采用本发明所述耐燃腈纶的纱线，其中，所述耐燃腈纶至少占纱线总质量的30％。

其中，至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；

其中，所述纤维素纤维包括棉、非阻燃粘胶、阻燃粘胶、亚麻中的至少一种；所述强力纤维为间位芳纶、对位芳纶或者聚酰亚胺纤维中的至少一种；

所述耐燃腈纶占三组纤维总质量30％～75％；所述强力纤维占三组纤维总质量5％～50％；所述纤维素纤维占三组纤维总质量10％～43.75％。

优选的，所述耐燃腈纶占三组纤维总质量35％～70.53％；所述强力纤维占三组纤维总质量8.42％～25％；

更优选的，所述耐燃腈纶占三组纤维总质量37.5％～55％；强力纤维占三组纤维总质量10％～18.75％。

其中，还包括占纱线总质量不超过3％的导电纤维或长丝。

其中，还包括占纱线总质量不超过5％的尼龙纤维。

一种采用本发明所述耐燃腈纶的织物，其中，所述耐燃腈纶至少占织物总质量的30％。

其中，还包括占织物总质量不超过3％的导电纤维或长丝。

其中，还包括占织物总质量不超过5％的尼龙纤维。

一种采用本发明所述耐燃腈纶的服装，其中，所述耐燃腈纶至少占服装总质量的30％。

其中，还包括占服装总质量不超过3％的导电纤维或长丝。

其中，还包括占服装总质量不超过5％的尼龙纤维。

本发明上述织物或服装的面料制备工艺，包括以下步骤：

(1)按照纤维配方比例将所有纤维进行混合开松，加入质量0.5％的防静电剂和0.8％柔软剂，外加6％的水，进行3次混合开松，制条，2次匀整，整体混条数不低于800，制成双股粗纱；通过细纱机牵伸，加捻，捻系数设定为3.8～4.2，纱支偏差2％以内；络筒速度限制在1100m/min以内，纱疵参数按腈纶纱设定；采用105℃低压蒸纱定型。

(2)将纱线进行大斜角松筒，卷绕成1kg平行管；将松筒后的平行管穿入染缸出液管固定，加入总硬度低于50ppm的清水，浴比控制在8～15倍范围内，开动循环泵，循环5分钟并保持循环泵运行，然后加入醋酸或醋酸钠调整pH值至3.5～4，然后加入0.5％匀染剂，再加入阳离子染料；5分钟后加入蒸汽间接升温，每分钟升温2度，上升到90度后每分钟上升1度，至染液沸腾后，停止加热，保温100分钟后查看染液中染料吸尽率，如吸尽率在98以下的，延长保温20分钟；保温结束后，注入常温清水，以每分钟5～8度的速度降温至60℃，然后加入柔软剂0.5％和固色剂0.3％，循环20分钟后，释放所有液体后注入清水，开循环泵清洗10分钟后，停止循环泵，防水后再注入清水循环10分钟，清洗2遍后放水出缸；采用140度以下热风烘干待用；

(3)浆纱采用PVA和与淀粉混合软浆；按照经纬密及组织要求进行织造；通过80度落水加工，180度烘干。

(4)将面料浸入酸性溶液进行瘦化处理：

将烘干后的面料以20米/分钟的速度浸入4～6％的盐酸(或硫酸或磷酸)液槽，液槽温度维持35℃～40℃、保持入浸时间不低于5秒，挤压后，控制带液量70％～80％；然后卷绕成型，离线静置6小时～8小时，静置过程中保持每分钟1～2转匀速转动；静置完成后，将面料通过水洗槽，前4槽为清水，水温保持45℃～50℃，最后一槽温度低于30℃，加醋酸或醋酸钠调整面料pH值到5～8；瘦化处理后175℃烘干定型。

同现有技术相比，本发明的突出效果在于：

(1)本发明的耐燃腈纶制备工艺对普通腈纶的传统工艺路线和设备不作很大的改动，不进行共聚反应，采用原有单体聚合设备和工艺，除了对各工序的温度、速度调节外，通过阻燃剂共混提高了普通腈纶的阻燃性，最大限度的降低了生产成本，可以快速量化生产。

(2)本发明研发出了更为合理的面料整理工艺，生产出了合格的耐燃腈纶混纺的面料。

(3)本发明全新的耐燃腈纶混纺的面料，符合NFPA2112或GB 8965.1，GB 8965.2，EN11611，EN 11612等国家标准及国外标准的阻燃要求。本发明的面料配方及制备工艺可以在维持舒适性不变的情况下，大幅度降低原料成本；或者能够将缩减的成本空间用于加大强力纤维的投入，大幅度改善阻燃指标，同时小幅度降低原料成本。

下面结合具体实施例对本发明的耐燃腈纶及其制备工艺和应用作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

一种耐燃腈纶的制备工艺，包括以下步骤：

把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺中，采用持续立体循环搅拌，3小时后过滤杂质后待用，记为A；

将锑氧化物粉末(Sb₂O₃含量超过95％、含有少量Sb₂O₄及Sb₂O₅)放入极限精磨机进行湿式研磨，送料速度为30～35kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96％以上、最大粒径控制在10μm以下待用，记为B；

再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比(不包括水和溶剂质量)3.1：1.2的比例将B和C混合，立体循环搅拌30分钟，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40～45kg/hr，研磨4小时，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；其中，若D不马上用于生产的，密封静置过程中会出现分层现象，使用前需立体循环搅拌30分钟后使用；

按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为17份(不包括水和溶剂质量)的比例取出D，加入至A中，以不高于20kg/min的速率持续加入，同时以每分钟立体循环不低于5次的速率持续搅拌4hr以上，记为E；

(2)将F进行加压喷出喷丝口，以1.05～1.1的牵伸倍数通过第一槽，然后逐步加大第二槽和第三槽的牵伸倍数，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包。烘箱空气温度的绝对温度控制在195度以下，烘筒表面温度控制在203度以下；

将卷曲度控制在12～14峰/inch，纤维分散性良好，粘结率低于8％。按照GB5454测得极限氧指数26～28，说明纤维具备了一定阻燃性。测试纤维中B+C的含量12.6％，丙烯腈含量85.8％，其他1.6％(染色基团、稳定剂、工程油剂等)，阻燃剂的溶出量等均符合控制要求。

纺纱用纤维纤度设计为2.0d，平均纤度控制在3％以内，剪切为38mm长度；测得单纤强力2.9cN/dtex。

将实施例1制备的耐燃腈纶用于以下实施例。

实施例2

耐燃腈纶40％，阻燃粘胶10％，原液着色间位芳纶50％。采用环锭纺纺纱工艺,纱支1/30Ne，用喷气织机织造，1/1平纹，经纬密为91×75根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为139gsm(克/平方米)。

该面料的制备工艺具体为：

(1)将耐燃腈纶与着色阻燃粘胶、藏青原液着色间位芳纶按照4：1：5进行混合开松，加入质量0.5％的防静电剂和0.8％柔软剂，外加6％的水，进行3次混合开松，制条，2次匀整，整体混条数1200，制成双股粗纱；通过细纱机牵伸，加捻，捻系数设定为4.0，纱支控制在1/30Ne，偏差2％以内；络筒速度设定为1000m/min，纱疵参数按常规腈纶纱设定；采用105℃低压蒸纱定型；

(2)将纱线进行大斜角松筒，卷绕成1kg平行管；将松筒后的平行管穿入染缸出液管固定，加入总硬度低于50ppm的清水，浴比控制在12倍，开动循环泵，循环5分钟并保持循环泵运行，然后加入醋酸或醋酸钠调整pH值至3.5～4，然后加入0.5％缓染剂，再加入力份200％阳离子染料藏青三原色，染料总重为3.2％；5分钟后加入蒸汽间接升温，每分钟升温2度，上升到90度后每分钟上升1度，至染液沸腾后，停止加热，保温100分钟后查看染液中染料吸尽率，如吸尽率在98以下的，延长保温20分钟；保温结束后，注入常温清水，以每分钟5～8度的速度降温至60℃，然后加入柔软剂0.5％和固色剂0.3％，循环20分钟后，释放所有液体后注入清水，开循环泵清洗10分钟后，停止循环泵，防水后再注入清水循环10分钟，清洗2遍后放水出缸；采用140度以下热风烘干待用；

(3)浆纱采用PVA和与淀粉混合软浆；按照经密91根/英寸，纬密75根/英寸，采用喷气织机织造，车速420rpm，组织为1/1平纹织造；通过80度落水加工，180度烘干。

按照GB8965.1-2020的水洗方法，水洗100次(国家标准为50次，为确保阻燃性，参照最严NFPA2112的要求水洗100次。)后晾干，克重为142gsm，待用于阻燃性测试：

将面料采用ISO15025进行侧面点火10秒，经向续燃1.2秒，纬向续燃1.5秒，经向阴燃1.1秒，纬向阴燃1.8秒，无滴落，不起洞，符合EN11612和11611的阻燃要求；

再采用GB5455进行垂直点火12秒，经向续燃4.1秒，经向阴燃1.7秒，经向损毁长度85毫米，纬向续燃1.7秒，纬向阴燃1.8秒，纬向损毁长度82毫米，不符合GB 8965.1续燃不超过2秒的要求。

(4)将步骤(3)的面料浸入酸性溶液进行腈纶瘦化处理：

将烘干后的面料以20米/分钟的速度浸入4～6％的盐酸液槽，液槽温度维持35℃～40℃、保持入浸时间不低于5秒，挤压后，控制带液量70％～80％；然后卷绕成型，离线静置6小时～8小时，静置过程中保持每分钟1～2转匀速转动；静置完成后，将面料通过水洗槽，前4槽为清水，水温保持45℃～50℃，最后一槽温度低于30℃，加醋酸或醋酸钠调整面料pH值到5～8；腈纶瘦化处理后175℃烘干定型，然后再水洗100次并晾干备用。

采用ISO15025进行侧面点火，经向续燃1.1秒，纬向续燃1.3秒，无阴燃，无滴落，不起洞，符合EN11612和11611的阻燃要求。

再采用GB5455进行垂直点火实验，经向续燃1.8秒，经向阴燃1.5秒，经向损毁长度81毫米，纬向续燃1.7秒，阴燃1.4秒，纬向损毁长度78毫米，符合GB 8965.1阻燃指标；

采用ASTM F1959进行垂直点火实验，经向续燃1.5～1.7秒，经向损毁长度90毫米，纬向续燃1.4～1.6秒，纬向损毁长度83毫米，符合NFPA2112的阻燃指标。

通过上述测试结果可以看出，通过纤维的阻燃剂精细研磨、超均匀混合及面料后整理工艺的配合，的确能生产出符合EN11611、EN11612、NFPA2112、GB8965.1阻燃要求的面料。其中，腈纶瘦化处理的工艺条件非常关键，酸的含量、带液量的控制及静置时间均很重要，过轻则起不到效果，过重则会造成面料变色，脆化；如果阻燃剂溶出过多，阻燃性不升反降。在其他有益实施例中，若阻燃剂B和C的配比发生变化，需要对腈纶瘦化工艺进行适当调整。

实施例3

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶60％，精梳棉35％，对位芳纶5％。环锭纺纺纱10/1Ne，用大箭杆织机织造，1/3右斜纹，经纬密为70×50根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为323gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为330gsm。采用EN11611测试。

实施例4

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶70％，非阻燃粘胶25％，对位芳纶5％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为198gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为205gsm。采用EN11612测试。

实施例5

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶60％，莱赛尔35％，对位芳纶5％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为196gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为204gsm。采用EN11612测试。

实施例6

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶75％，亚麻20％，对位芳纶5％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为195gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为208gsm。采用EN11612测试。

实施例7

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶67％，亚麻20％，聚酰亚胺8％，尼龙5％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为197gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为203gsm。采用NFPA2112测试。

实施例8

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶30％，腈氯纶20％，精梳棉35％，对位芳纶15％，再加入耐燃腈纶、腈氯纶、精梳棉和对位芳纶总质量的3％到导电纤维。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为198gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为203gsm。采用NFPA2112测试。

实施例9

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶50％，精梳棉35％，对位芳纶15％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch,经纬纱线中每10根纱中1根纱并入20d到长丝1根。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为195gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为204gsm。采用NFPA2112测试。

实施例10

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶50％，精梳棉20％，阻燃粘胶20％，对位芳纶10％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch，经纬纱中每10根中1根并入20d导电长丝1根。每隔26根经纱，22根纬纱，织入一根20d导电纱包覆的阻燃纱线。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为202gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为209gsm。采用GB8965.1测试。

实施例11

耐燃腈纶55％，精梳棉15％，阻燃粘胶15％，对位芳纶15％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为196gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为204gsm。采用GB8965.1测试。

实施例12

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶35％，非阻燃粘胶40％，对位芳纶15％，聚酰亚胺10％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为193gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为201gsm。采用NFPA2112测试。

实施例13

与实施例2相比，其面料制备工艺基本相同，主要区别在于：

耐燃腈纶30％，阻燃粘胶30％，原液着色间位芳纶40％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为193gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为201gsm。采用GB8965.1测试。

为突出本发明的有益效果，例举以下对比例实验。其中，以下对比例1-5中所采用的腈氯纶均是指丙烯腈含量高于35％、低于85％的合成纤维。

对比例1

腈氯纶60％，精梳棉40％，环锭纺纺纱10/1Ne，用大箭杆织机织造，组织为1/3右斜纹，经纬密为70×50根/inch。整理后面料克重为319gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为331gsm。采用EN11611测试。其面料制备工艺采用传统工艺，不经过腈纶瘦化处理。

对比例2

腈氯纶60％，莱赛尔35％，尼龙5％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1/2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。整理后烘干定型，面料克重为199gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为207gsm。采用EN11612测试。其面料制备工艺采用传统工艺，不经过腈纶瘦化处理。

对比例3

腈氯纶50％，精梳棉35％，对位芳纶15％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，经纬密为82×73根/inch。整理后烘干定型，面料克重为196gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为203gsm。采用NFPA2112测试。其面料制备工艺采用传统工艺，不经过腈纶瘦化处理。

对比例4

腈氯纶50％，精梳棉15％，阻燃粘胶20％，对位芳纶15％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，组织为1.2右斜纹，经纬密为82×73根/inch。整理后烘干定型，面料克重为197gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为205gsm。采用GB8965.1测试。其面料制备工艺采用传统工艺，不经过腈纶瘦化处理。

对比例5

腈氯纶30％，阻燃粘胶30％，原液着色间位芳纶40％。环锭纺纺纱40/2Ne，用喷气织机织造，经纬密为82×73根/inch。整理后烘干定型，面料克重为201gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为209gsm。采用GB8965.1测试。其面料制备工艺采用传统工艺，不经过腈纶瘦化处理。

对比例6

日本M厂家生产阻燃腈纶,普通腈纶中混入金属氧化物(具体物质不明),标称LOI值为25，纤度为1.5d，长度为38mm。将该纤维40％，阻燃粘胶10％，原液着色间位芳纶50％，采用环锭纺纺纱工艺，纱支1/30Ne，用喷气织机织造，1/1平纹，经纬密为91×75根/inch。腈纶瘦化处理后烘干定型，面料克重为138gsm(克/平方米)。100次水洗后晾干，克重为145gsm。采用实施例2相同的工艺进行织造、整理和相同的工艺条件进行腈纶瘦化处理。

参考原料成本数据，元/kg：

实施例1制备的耐燃腈纶24；

腈氯纶70；

日本M厂阻燃腈纶52

精梳棉26；

粘胶24；

莱赛尔45；

亚麻45；

阻燃粘胶110；

原液着色间位芳纶220；

对位芳纶210；

聚酰亚胺200；

尼龙45。

实施例2-实施例13及对比例1-5的测试结果见以下表格。数据为面料水洗100次后测得经纬向平均值的较差值。

表1 EN11612及GB 8965.1测试结果

从表1的测试结果可以看出，实施例2在GB 5455垂直燃烧时，腈纶瘦化前阻燃性不合格，腈纶瘦化后，阻燃性明显提高，符合标准的要求。而对比例6在腈纶瘦化前后均不合格，看不出明显的变化。由此可见，唯有采用本发明的纤维的制备工艺与腈纶瘦化相结合才能收到理想效果。

表2 EN11611测试结果

从表2的测试结果可以看出实施例3和对比例1均符合标准要求，不影响舒适性，但实施例3的原料成本减少35％以上，效果显著。

表3 EN11612测试结果

从表3测试结果看，实施例4～6和对比例均符合要求，舒适性不变，原料成本降低33.23％～42.84％，效果显著。

表4 NFPA2112测试结果

从表4测试结果看，实施例7～9和实施例12、对比列3均符合标准要求，实施例的原料成本分别下降42.69％，18.25％，30.42％，8.07％，除实施例12外，降成本的效果显著。不过，实施例12的损毁长度特别低，也可成为非常大的优势。舒适性保持不变。

表5 GB 8965.1测试结果

从表5测试结果看，实施例10和实施例11，对比例4的测试结果均符合标准的要求。实施例10-11的原料成本分别下降了34.83％，29.55％，效果显著。舒适性保持不变。

表6 GB 8965.1测试结果

某终端客户指定了原液着色间位芳纶和阻燃粘胶的比例，即使在有限的变化空间内，实施例13仍然比对比例5的原料成本降低9.72％，最差损毁长度降低了20mm(缩短21.05％)，安全性能显著提高。

综上所述，本发明采用全新的耐燃腈纶混纺面料，符合相应标准的阻燃要求，维持舒适性不变的情况下，能够大幅度降低原料成本；或者能够将缩减的成本空间用于加大强力纤维的投入，大幅度改善阻燃指标，同时小幅度降低原料成本。本发明通过新型耐燃腈纶纤维生产工艺的提升和特殊的腈纶瘦化加工工艺的组合，创造性地开发出了符合市场预期的产品。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种耐燃腈纶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）把100份纯料聚丙烯腈熟料溶于二甲基乙酰胺或硫氰酸钠或二甲基亚砜或丙酮中，采用持续立体循环搅拌，3小时后过滤杂质后待用，记为A；

将锑氧化物粉末放入极限精磨机进行湿式研磨，送料速度为30～35kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96%、最大粒径控制在10μm以下待用，记为B；

将十溴二苯乙烷粉末放入极限研磨机进行湿式研磨，送料速度为25～30kg/hr，并过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒，将粒径2μm以下微粒控制在96%、最大粒径控制在10μm以下待用，记为C；

再按照B中的锑氧化物与C中的十溴二苯乙烷的质量比3.1：0.9～1.1：3.9的比例将B和C混合，立体循环搅拌30分钟，然后送入极限精磨机再次湿磨，送料速度控制在40~45kg/hr，研磨4小时，过滤掉大粒径微粒和团聚的小微粒待用，记为D；其中，若D在密封静置过程中出现分层现象，使用前需立体循环搅拌30分钟后使用；

按照D中锑氧化物与十溴二苯乙烷的质量为14~17.5份的比例取出D，加入至A中，以不高于20kg/min的速率持续加入，同时以每分钟立体循环不低于5次的速率持续搅拌4hr以上，记为E；

将罐搅拌4hr以上的E通过十字交叉混合设备，送入高压多层过滤室，过滤后的纺液送入喷丝前储液罐，并保持慢速搅拌待喷丝用，记为F；（2）将F进行加压喷出喷丝口，以1.05～1.1的牵伸倍数通过第一槽，然后逐步加大第二槽和第三槽的牵伸倍数，再进入烘箱加热、烘干、拉伸、缓和、上油、固化、压皱、放松、剪切和打包；烘箱空气温度的绝对温度控制在195度以下，烘筒表面温度控制在203度以下；

将卷曲度控制在12～14峰/inch，纤维分散性良好，粘结率低于8%；单纤强力确保在2.5cN/dtex以上。

2.权利要求1所述的制备工艺制得的耐燃腈纶。

3.一种采用权利要求2所述耐燃腈纶的纱线，其特征在于：所述耐燃腈纶至少占纱线总质量的30%。

4.根据权利要求3所述的纱线，其特征在于：至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；

所述耐燃腈纶占三组纤维总质量30%～75%；所述强力纤维占三组纤维总质量5%～50%；所述纤维素纤维占三组纤维总质量10%～43.75%。

5.根据权利要求4所述的纱线，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量35%～70.53%；所述强力纤维占三组纤维总质量8.42%～25%。

6.根据权利要求5所述的纱线，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量37.5%～55%；强力纤维占三组纤维总质量10%～18.75%。

7.根据权利要求4所述的纱线，其特征在于：还包括占纱线总质量不超过3%的导电纤维或长丝。

8.根据权利要求7所述的纱线，其特征在于：还包括占纱线总质量不超过5%的尼龙纤维。

9.一种采用权利要求2所述耐燃腈纶的织物，其特征在于：所述耐燃腈纶至少占织物总质量的30%。

10.根据权利要求9所述的织物，其特征在于：至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；

11.根据权利要求10所述的织物，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量35%～70.53%；所述强力纤维占三组纤维总质量8.42%～25%。

12.根据权利要求11所述的织物，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量37.5%～55%；强力纤维占三组纤维总质量10%～18.75%。

13.根据权利要求10 所述的织物，其特征在于：还包括占织物总质量不超过3%的导电纤维或长丝。

14.根据权利要求10所述的织物，其特征在于：还包括占织物总质量不超过5%的尼龙纤维。

15.一种采用权利要求2所述耐燃腈纶的服装，其特征在于：所述耐燃腈纶至少占服装总质量的30%。

16.根据权利要求15所述的服装，其特征在于：至少由耐燃腈纶、纤维素纤维、强力纤维三组纤维组成；

17.根据权利要求16所述的服装，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量35%～70.53%；所述强力纤维占三组纤维总质量8.42%～25%。

18.根据权利要求17所述的服装，其特征在于：所述耐燃腈纶占三组纤维总质量37.5%～55%；强力纤维占三组纤维总质量10%～18.75%。

19.根据权利要求16所述的服装，其特征在于：还包括占服装总质量不超过3%的导电纤维或长丝。

20.根据权利要求16所述的服装，其特征在于：还包括占服装总质量不超过5%的尼龙纤维。

21.权利要求9-14所述织物或权利要求15-20所述服装的面料制备工艺，其特征在于：将面料浸入酸性溶液进行瘦化处理：将烘干后的面料以20米/分钟的速度浸入4～6%的盐酸或硫酸或磷酸液槽，液槽温度维持35℃～40℃、保持入浸时间不低于5秒，挤压后，控制带液量70%～80%；然后卷绕成型，离线静置6小时～8小时，静置过程中保持每分钟1～2转匀速转动；静置完成后，将面料通过水洗槽，前4槽为清水，水温保持45℃～50℃，最后一槽温度低于30℃，加醋酸或醋酸钠调整面料pH值到5～8；瘦化处理后175℃烘干定型。