CN106702531B - 阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所设计的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，按重量份数包括以下组分：超细旦锦纶50‑60份、水溶性涤纶40‑50份；超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85‑95份锦纶6切片、5‑7份活性炭、6‑10份纳米二氧化硅和3‑5份改性剂；水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸40‑50份、乙二醇26‑34份、催化剂3‑7份、己二酸2‑6份、硝酸锆2‑6份、聚乙二醇3‑5份、间苯二甲酸二乙二醇酯‑5‑磺酸纳4‑6份、水溶性粘合剂5‑8份。本发明得到的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维牢固度高，不易撕裂，且具有较好的阻燃性能，制备简单，复合纤维兼顾着超细旦锦纶和涤纶的优点。

Description

阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维及制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合纤维，特别是阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维及制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对纺织品的要求也越来越高，目前市面上的锦纶纤维较短，存在手感粗糙、柔韧性差、透气性差、吸水性差、易起球等问题。随之市面上开始出现超细旦锦纶纤维，手感柔软、穿着舒服，但是市面上的超细旦锦纶纤维的质量不高，纤维容易断裂、不易染色、等级低、次品率高、经济效益差。而另一方面，涤纶又是一种较为简单的合成纤维，他有着结实耐用、弹性好、不易变形、易洗快干、耐腐蚀等特点。如果能够将超细旦锦纶和涤纶复合在一起，或能得到质量较高的复合纤维。纤维复合的方法有多种，其中常用的是包覆纺丝，但是包覆纺丝后的复合纤维牢固度并不是很高，容易断裂、撕损。此外，复合纤维在应用于迷彩服、军旅用品、消防服、电工工作服等等易燃的领域中，就需要提高他的阻燃性能。因此需要提出一种能够解决上述几点问题的办法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种粘合牢固、制备简单、手感柔软、具有阻燃性能的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，以及该复合纤维的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，按重量份数包括以下组分：超细旦锦纶50-60份、水溶性涤纶40-50份，所述复合纤维是以超细旦锦纶为芯线，在芯线外包覆有水溶性涤纶；其中，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭、6-10份纳米二氧化硅、3-5份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48，所述改性剂为阻燃剂，按重量份数包括苎麻纤维35-45份、偏硼酸钠5-10份、柠檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八钼酸铵3-8份；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份、聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳4-6份、水溶性粘合剂5-8份，其中聚对苯二甲酸与乙二醇的份数比为1.5:1。

上述阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法如下：

第一步：制备超细旦锦纶，粉碎苎麻纤维，将苎麻纤维35-45份、偏硼酸钠5-10份、柠檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八钼酸铵3-8份至于反应器中，持续搅拌，在85℃水浴温度下反应2-3h，取出冷却待用；将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭和6-10份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260-270℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5-0.55dtex；

第二步：制备水溶性涤纶，将聚对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份，放入反应器中，混合均匀，其中聚对苯二甲酸与乙二醇的份数比为：1.5:1，进行酯化反应，控制压力为0.15-0.2MPa，温度200℃反应0.5h，温度为210℃时反应1h，温度为220℃时反应1.5h，泄压，加入聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳4-6份、水溶性粘合剂5-8份进行缩聚反应，聚合温度为275-285℃，真空度低于100Pa，反应3h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270-280℃；

第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将40-50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50-60份超细旦锦纶上，并同样在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。

其中，在超细旦锦纶制备中，采用的喷丝头的喷孔直径可取决最终得到锦纶单丝纤度。加入少量活性炭，可使得复合纤维起到一定除臭功能。在制备水溶性涤纶时，加入的水溶性粘合剂，是为了在之后将水溶性涤纶包覆超细旦锦纶的包覆物放入100℃水中水解后，使得水溶性粘合剂被释放出来，从而将水溶性的涤纶和超细旦锦纶更紧固地粘合在一起。所述水溶性粘合剂在缩聚反应中，被很好地包覆于形成的高分子结构中，尽管后续的纺丝箱体高温也不能将其释放出来，只有当涤纶在100℃下水解时，聚合物结构破坏后水溶性粘合剂才能释放出来，从而起到粘合作用。

此外，加入的己二酸有利于水分子的进入，能够对上述水解起着促进作用，由于在缩聚反应中，间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳的加入会对共聚酯的结晶性能有着较大影响，会降低其结晶性能，但是再加入稀土硝酸盐──硝酸锆，与间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳一起可以起到异相成核作用，可在一定程度上缓解上述影响。除此之外，由于稀土硝酸盐中——硝酸锆中的稀土元素的独特性质，还对缩聚反应还在一定程度上起着催化作用。由于超细旦锦纶的单丝纤度极小，能使得复合纤维的手感变得更加柔软。

为了防止在酯化和缩聚反应中产生过多副产物，采用分阶段的温度以及对应的反应时间进行酯化反应。

为了使得复合纤维具有阻燃性能，在其中加入改性剂，所谓改性剂即具有阻燃效果的阻燃剂，其中加入苎麻纤维既可以提高锦纶的光泽和透气性，另一方面，在燃烧时，苎麻纤维因含有多羟基，有大量的残炭，而偏硼酸钠5与柠檬酸产生的柠檬酸钠可以与大量的残炭发生作用，形成蓬松的阻燃炭层，既可以隔热，又可以隔绝氧气。除此之外，聚磷酸胺是一种较好的含磷阻燃剂，加之少量八钼酸铵的共同作用下，可以产生具有阻燃效果的成分，并且八钼酸铵具有一定的抑烟功能。硅藻土的加入可以增加上述阻燃炭层的蓬松度。

本发明得到的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，其技术效果是在水解后将其中水溶性粘合剂释放出来，从而将超细旦锦纶和水溶性涤纶更紧固地粘合在一起，整体成本相对较低，制备简单，得到的复合纤维有着超细旦锦纶和涤纶的优点；并且在一定程度上改善了锦纶的透气性，在复合纤维的阻燃性能上有所提高，所得复合纤维也不易断裂、破损。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，包括以下组分：超细旦锦纶50份、水溶性涤纶50份，所述复合纤维是以超细旦锦纶为芯线，在芯线外包覆有水溶性涤纶；其中，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭、6-10份纳米二氧化硅、3-5份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48，所述改性剂为阻燃剂，按重量份数包括苎麻纤维35-45份、偏硼酸钠5-10份、柠檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八钼酸铵3-8份；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：聚对苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化剂5份、己二酸3份、硝酸锆3份、聚乙二醇3份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳5份、水溶性粘合剂6份。

上述阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法如下：

第一步：制备超细旦锦纶，将85份锦纶6切片、6份活性炭和9份纳米二氧化硅干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18℃、湿度为58%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5dtex；

第二步：制备超细旦锦纶，粉碎苎麻纤维，将苎麻纤维40份、偏硼酸钠10份、柠檬酸20份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八钼酸铵5份至于反应器中，持续搅拌，在85℃水浴温度下反应2-3h，取出冷却待用；将聚对苯二甲酸45份、乙二醇30份、催化剂5份、己二酸3份、硝酸锆3份放入反应器中，混合均匀，进行酯化反应，控制压力为0.15MPa，温度200℃反应0.5h，温度为210℃时反应1h，温度为220℃时反应1.5h，泄压，加入聚乙二醇3份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸纳5份、水溶性粘合剂6份进行缩聚反应，聚合温度为270℃，真空度低于100Pa，反应3h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270℃；

第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50份超细旦锦纶上，并同样在温度为18℃、湿度为58%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中40min，取出烘干，即可得到阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。

对所得阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.80cN/dtex，断裂强度变异系数为2.56%；所得到的复合纤维的极限氧指数为28，且复合纤维燃烧时无滴落现象。

实施例2：

本实施例提供的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法与实施例1完全相同，本实施例所提供的组分与实施例1大致相同，其关键不同之处在于所述改性剂的组分，本实施例的改性剂组分的重量份数如下：苎麻纤维35份、偏硼酸钠10份、柠檬酸25份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八钼酸铵5份。

对所得阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.80cN/dtex，断裂强度变异系数为2.56%；所得到的复合纤维的极限氧指数为27.5，且复合纤维燃烧时无滴落现象。

实施例3：

本实施例提供的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法与实施例1完全相同，本实施例所提供的组分与实施例1大致相同，其关键不同之处在于所述改性剂的组分，本实施例的改性剂组分的重量份数如下：苎麻纤维45份、偏硼酸钠10份、柠檬酸15份、聚磷酸胺12份、硅藻土13份、八钼酸铵5份。

对所得阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维进行检测，断裂强度为4.80cN/dtex，断裂强度变异系数为2.56%；所得到的复合纤维的极限氧指数为29，且复合纤维燃烧时无滴落现象。

Claims (2)

1.一种阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维，其特征在于：按重量份数包括以下组分：超细旦锦纶50-60份、水溶性涤纶40-50份，所述复合纤维是以超细旦锦纶为芯线，在芯线外包覆有水溶性涤纶；其中，所述超细旦锦纶的组成按重量份数包括：85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭、6-10份纳米二氧化硅、3-5份改性剂，所述锦纶6切片的特性粘度为2.44-2.48，所述改性剂为阻燃剂，按重量份数包括苎麻纤维35-45份、偏硼酸钠5-10份、柠檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八钼酸铵3-8份；所述水溶性涤纶的组成按重量份数包括：对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份、聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠4-6份、水溶性粘合剂5-8份，其中对苯二甲酸与乙二醇的份数比为1.5:1。

2.根据权利要求1所述的阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维的制备方法，其特征在于：

第一步：制备超细旦锦纶，粉碎苎麻纤维，将苎麻纤维35-45份、偏硼酸钠5-10份、柠檬酸15-25份、聚磷酸胺8-15份、硅藻土10-15份、八钼酸铵3-8份至于反应器中，持续搅拌，在85℃水浴温度下反应2-3h，取出冷却待用；将85-95份锦纶6切片、5-7份活性炭、6-10份纳米二氧化硅和3-5份改性剂干燥后均匀混合，加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压，将充分熔融的熔体通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为260-270℃，之后从喷丝头的喷孔中压出，丝束在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固成丝，最后得到的单丝纤度为0.5-0.55dtex；

第二步：制备水溶性涤纶，将对苯二甲酸40-50份、乙二醇26-34份、催化剂3-7份、己二酸2-6份、硝酸锆2-6份放入反应器中，混合均匀，其中对苯二甲酸与乙二醇的份数比为：1.5:1，进行酯化反应，控制压力为0.15-0.2MPa，温度200℃反应0.5h，温度为210℃时反应1h，温度为220℃时反应1.5h，泄压，加入聚乙二醇3-5份、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠4-6份、水溶性粘合剂5-8份进行缩聚反应，聚合温度为275-285℃，真空度低于100Pa，反应3h，反应后将产物通过专用熔体管道输送到纺丝箱体内，纺丝箱体温度为270-280℃；

第三步：制备复合纤维，通过包覆纺丝将40-50份上述纺丝箱体中的水溶性涤纶包覆至50-60份超细旦锦纶上，并同样在温度为18-20℃、湿度为58-60%的侧风中进行冷却凝固，然后放入100℃水中30-45min，取出烘干，即可得到阻燃超细旦锦纶水溶性涤纶复合纤维。