CN105780260B - 芳砜纶阻燃混纺面料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芳砜纶阻燃混纺面料，由下述重量份的原料制备而成：芳砜纶纤维22‑38份、阻燃涤纶纤维12‑28份、腈氯纶纤维32‑58份；所述阻燃涤纶纤维由下述质量百分比的原料制备而成：PET 88‑98％、阻燃剂1‑10％、抗静电剂1‑5％。本发明芳砜纶阻燃混纺面料，具有较好的阻燃性能，面料的续燃时间、阴燃时间和损毁长度均符合国家标准，达到规定的阻燃要求，成本低廉，并且保暖、抗静电、抗菌、排湿，能够改善其舒适性，可以应用于防护系列产品。

Description

芳砜纶阻燃混纺面料
技术领域
本发明涉及一种面料，尤其涉及一种芳砜纶阻燃混纺面料。
背景技术
芳矾纶纤维，其化学名称为对苯二甲酰-3,3′,4,4′-二氨基二苯砜共聚纤维，该纤维由4,4′-二氨基二苯砜，3,3′-二氨基二苯砜及对苯二甲酰氯的缩聚物制成，是我国拥有独立知识产权的有机耐高温纤维。在研制芳矾纶纤维的过程中，我国改变了国际上其他公司所采用的以间苯二胺为第二单位的传统工艺路线，而采用由对苯二甲酞氯和4,4′-二氨基二苯砜与3,3′-二氨基二苯砜为主要原料聚合制成成纤聚合物后，溶解于二甲基乙酞胺中,然后经湿纺工艺或干纺工艺加工而成。芳飒纶的加工性能良好，可用普通设备加工成纱线、机织布、针织布、非织造布和绝缘纸等，在防护制品、过滤材料、电绝缘材料、蜂窝结构材料、摩擦材料和其它工业织物等方面用途广泛。在防护制品方面，可用作宇航服、飞行通风服、特种军服、军用蓬布、消防战斗服、炉前工作服、电焊工作服、森林工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服、高压屏蔽服、宾馆用纺织品及救生通道、防火帘、防火手套、儿童睡衣及床上用品等。
涤纶的基本组成物质是聚对苯二甲酸乙二醇酯，分子式[-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n，故也称聚酯纤维(PET)，其长链分子的化学结构式为H(OCH2CCOCO)NOCH2CH2OH，相对分子量一般在18000～25000左右。实际上，其中还有少量的单体和低聚物存在。这些低聚物的聚合度较低，又以环状形式存在。聚对苯二甲酸乙二酯可由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)通过酯化或酯交换和缩聚反应制得。涤纶具有许多优良的纺织性能和服用性能，用途广泛，可以纯纺织造，也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维和其他化学纤维混纺交织，制成花色繁多、坚牢挺刮、易洗易干、免烫和洗可穿性能良好的仿毛、仿棉、仿丝、仿麻织物。涤纶织物适用于男女衬衫、外衣、儿童衣着、室内装饰织物和地毯等。由于涤纶具有良好的弹性和蓬松性，也可用作絮棉。在工业上高强度涤纶可用作轮胎帘子线、运输带、消防水管、缆绳、渔网等，也可用作电绝缘材料、耐酸过滤布和造纸毛毯等。用涤纶制作无纺织布可用于室内装饰物、地毯底布、医药工业用布、絮绒、衬里等。
腈氯纶纤维，是一种改性腈纶纤维，是丙烯腈单体与含阻燃元素的乙烯基化合物共聚而成，具有类似羊毛般的手感和高阻燃性，而且具有耐酸及耐化学药剂性。作为一种功能性纤维，其被广泛应用于生产高档绒毛织物、人造毛皮、室内装饰品、童装及特种防护服装、工业用滤布等。
由于芳砜纶面料优秀的性能，其被广泛地应用于：制作消防服、特种工作服、高温过滤材料，用于安全保护、环保、化工、宇航等特殊领域；但是，由于其工作领域特殊，要求面料有良好的阻燃性，若是面料阻燃性能不好，则易对穿着人员的身体造成伤害，此面料是无法拥有长远的发展前景的。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种芳砜纶阻燃混纺面料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种芳砜纶阻燃混纺面料，由下述重量份的原料制备而成：芳砜纶纤维22-38份、阻燃涤纶纤维12-28份、腈氯纶纤维32-58份。
所述阻燃涤纶纤维，是在熔融纺丝前向涤纶熔体中加入抗静电剂、阻燃剂混合，按照常规湿法纺丝喷丝工艺成型得到。
优选地，所述阻燃涤纶纤维由下述质量百分比的原料制备而成：PET88-98％、阻燃剂1-10％、抗静电剂1-5％。
优选地，所述抗静电剂为肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉中的一种或多种的混合物。
更优选地，所述抗静电剂由肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉混合而成，所述肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述阻燃剂为异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯中的一种或多种的混合物。
更优选地，所述阻燃剂由异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯混合而成，所述异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述芳砜纶阻燃混纺面料的克重为100-300g/m2。
本发明还提供了上述芳砜纶阻燃混纺面料的制备方法：将芳砜纶纤维、阻燃涤纶纤维、腈氯纶纤维混纺成纱，再按针织和机织工艺织成面料。
其中，混纺和织造工艺均为本领域通用方法，该工艺本身并不是本发明的发明点所在。例如，混纺的工艺流程为：预处理→清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒。织造工艺流程为：整经→浆纱→穿经→织造。
具体的，在本发明中：
肉豆蔻基羟乙基咪唑啉，CAS号：6942-02-5。
十一烷基咪唑啉，CAS号：29249-55-6。
月桂基羟乙基咪唑啉，CAS号：136-99-2。
磷酸三苯酯，CAS号：115-86-6。
异丙基化磷酸三苯酯，CAS号：68937-41-7。
(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯，CAS号：5945-33-5。
本发明芳砜纶阻燃混纺面料，具有较高的阻燃性能，面料的续燃时间、阴燃时间和损毁长度均符合国家标准，达到规定的阻燃要求，成本相对低廉，并且保暖、抗菌、抗静电、排湿，能够改善其舒适性，可以应用于防护系列产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，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为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍：
PET，采用美国杜邦公司提供的牌号为415HPNC的PET。
芳砜纶纤维，采用上海特安纶纤维有限公司提供的芳砜纶(PSA)纤维，商品名：TANLON，氧指数LOI值33％。
腈氯纶纤维，采用苏州泷邦高分子纤维有限公司生产，规格为1.5D×38mm，氧指数LOI值32％。
实施例1
芳砜纶阻燃混纺面料原料(重量份)：芳砜纶纤维30份、阻燃涤纶纤维20份、腈氯纶纤维50份。
所述阻燃涤纶纤维原料(质量百分比)：PET 94％、阻燃剂4.5％、抗静电剂1.5％。
所述抗静电剂由肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
所述阻燃剂由异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。
阻燃涤纶纤维的制备：
(1)将PET投入到双螺杆设备的前部加料口，将抗静电剂、阻燃剂投入到双螺杆设备中部加料口与PET共混，高温剪切，得到纺丝熔体；其中，双螺杆中温度为295℃，压力为26MPa，双螺杆的长径比为45，螺杆转速为160转/分；
(2)将纺丝熔体挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，恒温恒湿的环境温度为25℃，湿度为65％，环吹风的温度为25℃，风速为2m/s，导丝辊速度为1000m/min，纺丝组件的喷丝板规格为2000孔，孔径为0.2mm；
(3)将初生纤维经过190℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得到高强阻燃涤纶长丝；其中，热油一级牵伸的牵伸辊速度为3000m/min，沸水二级牵伸的牵伸辊速度为4000m/min，二级牵伸后的牵伸比为8倍，热定型为90℃的热空气定型。得到150d/144f阻燃涤纶长丝束，单丝强度8.6cN/dtex。
芳砜纶阻燃混纺面料制备：
将芳砜纶纤维开松预处理，在梳棉机上梳理成生条；阻燃涤纶纤维开松预处理，在梳棉机上梳理成生条；腈氯纶纤维开松预处理，在梳棉机上梳理成生条；将芳砜纶纤维生条、阻燃涤纶纤维生条、腈氯纶纤维生条在并条机上并合，制成熟条；在粗纱机上进行牵伸和加捻，最后在细纱机上进一步牵伸加捻，制成混纺纱；再将混纺纱采用大圆机纬编织造方法进行织造，制得芳砜纶阻燃混纺面料，克重为180g/m2。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗静电剂由十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的芳砜纶阻燃混纺面料。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗静电剂由肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的芳砜纶阻燃混纺面料。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述抗静电剂由肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉按质量比为1：1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的芳砜纶阻燃混纺面料。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的芳砜纶阻燃混纺面料。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由异丙基化磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的芳砜纶阻燃混纺面料。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述阻燃剂由异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯按质量比为1：1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的芳砜纶阻燃混纺面料。
测试例1
对实施例1-4制得的芳砜纶阻燃混纺面料进行抗菌性能测试，采用国家标准GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》进行抗菌性定量测试，采用耐洗色牢度试验机洗涤方法，测试水洗30次后织物的抑菌率，大肠杆菌ATYCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538，测试结果见表1。
表1：水洗30次后抑菌率测试表
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉复配)抑菌率明显优于实施例2-4(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7制得的芳砜纶阻燃混纺面料进行热防护性能(TPP)值测试。
材料TPP(热防护性能)值：NFPA 2112阻燃防护服测试标准，采用TPP热防护性能测试仪。将一块6平方英寸的布料放置于总能量密度为2cal/(cm2*s)的热对流及辐射热源下，然后记录达到二级烧伤所需的时间，TPP值(热防护性能值)即为时间乘以cal/(cm2*s)的数值。
具体结果见表2。
表2：热防护性能测试结果表单位：cal/cm2
TPP
实施例1 42
实施例2 32
实施例3 34
实施例4 33
实施例5 36
实施例6 34
实施例7 35
发明人意外的发现，比较实施例1与实施例2-4，实施例1(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉复配)热防护性能明显优于实施例2-4(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉中任意二者复配)，其协同增效的机理有待发明人进一步研究探索。
比较实施例1与实施例5-7，实施例1(异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯复配)热防护性能明显优于实施例5-7(异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯中任意二者复配)。
测试例3
对实施例1-7制得的芳砜纶阻燃混纺面料进行阻燃性能测试。
燃烧性能：GB/T 5455-1997，将30cm*8cm的试样放在规定的燃烧器下点燃，测量规定点燃时间12s后，试样的续燃及损毁长度(碳长)。
具体结果见表3。
表3：阻燃性能测试结果表
续燃时间，S 毁损长度，mm
实施例1 0.2 61
实施例5 3.5 85
实施例6 5.1 108
实施例7 3.6 94
比较实施例1与实施例5-7，实施例1(异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯复配)阻燃性能明显优于实施例5-7(异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯中任意二者复配)。
测试例4
对实施例1-4制得的芳砜纶阻燃混纺面料进行抗静电性能测试，采用国家标准GB/T 12703-1991中A法(半衰期法)进行检测，结果见表4。
表4：抗静电性能测试结果表
感应电压，V 半衰期，s
实施例1 525 0.32
实施例2 631 0.46
实施例3 635 0.41
实施例4 613 0.42
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉复配)抗静电性能明显优于实施例2-4(肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉中任意二者复配)。

Claims (2)

1.一种芳砜纶阻燃混纺面料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：芳砜纶纤维30份、阻燃涤纶纤维20份、腈氯纶纤维50份；
所述阻燃涤纶纤维由下述质量百分比的原料制备而成：PET 94％、阻燃剂4.5％、抗静电剂1.5％；
所述抗静电剂由肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉混合而成，所述肉豆蔻基羟乙基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、月桂基羟乙基咪唑啉的质量比为1:1:1；
所述阻燃剂由异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯混合而成，所述异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、(1-甲基亚乙基)二-4,1-亚苯基四个苯基磷酸酯的质量比为1:1:1。
2.如权利要求1所述的芳砜纶阻燃混纺面料，其特征在于：所述芳砜纶阻燃混纺面料的克重为100-300g/m2。
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