專利名稱：阻燃硅酸鹽纖維、用于生產(chǎn)阻燃硅酸鹽纖維的凝固浴及制備阻燃硅酸鹽纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘膠纖維技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及阻燃粘膠纖維的制備。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們安全意識(shí)的增強(qiáng)，阻燃纖維及其制品的應(yīng)用已愈來(lái)愈受到人們的重視，尤其是近十年來(lái)國(guó)內(nèi)紛紛建造的高層住宅、賓館和快速發(fā)展起來(lái)的各種交通工具，對(duì)其室內(nèi)裝飾用品的阻燃性要求也越來(lái)越高，極大的加速了阻燃纖維技術(shù)的發(fā)展。其應(yīng)用領(lǐng)域也從軍事、工業(yè)、消防發(fā)展到家紡、交通工具及公共場(chǎng)所裝飾材料等。目前，世界上許多國(guó)家根據(jù)紡織品的不同用途，對(duì)纖維及其制品的燃燒性能都提出了具體要求或限制， 并制定了相應(yīng)的法規(guī)2002年歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定頒布?xì)W盟統(tǒng)一的材料燃燒性能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)EN13501-1 ;2004年，美國(guó)加州政府率先通過(guò)了新的阻燃床墊安全法規(guī)TB603，現(xiàn)已升級(jí)為美國(guó)新聯(lián)邦阻燃法CFR1633，并于2007年7月I日在全美強(qiáng)制實(shí)施；2006年，我國(guó)公安部消防局組織制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20286-2006《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標(biāo)識(shí)》; 這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的實(shí)施，也成為推動(dòng)阻燃技術(shù)加快發(fā)展的一種強(qiáng)大動(dòng)力。目前生產(chǎn)阻燃粘膠纖維的方法主要是共混添加法，即在紡絲原液中添加硅酸鹽類以及其他類型的阻燃劑，通過(guò)共混溶解得到阻燃紡絲液，然后在凝固浴中紡絲成型，經(jīng)后處理制得阻燃粘膠纖維。目前生產(chǎn)阻燃纖維用的凝固浴均為常規(guī)粘膠纖維用的三組分凝固浴，如專利號(hào)為ZL01129643. 7的中國(guó)專利公開(kāi)了一種阻燃纖維及其制造方法，專利號(hào)為 ZL200310117767. 4的中國(guó)專利公開(kāi)了一種再生纖維素/Si02納米復(fù)合材料的制備方法，專利號(hào)為ZL200610043542. 2的中國(guó)專利公開(kāi)了一種納米Si02阻燃粘膠纖維或復(fù)合膜的制備方法，專利號(hào)為ZL200610170997. O的中國(guó)專利公開(kāi)了阻燃抗熔融粘膠纖維及其生產(chǎn)方法， 專利號(hào)為ZL200710014651. 6的中國(guó)專利公開(kāi)了制備高強(qiáng)力的纖維和二氧化硅復(fù)合纖維的方法及制備的復(fù)合纖維，專利號(hào)為ZL200910069275.X的中國(guó)專利公開(kāi)了一種阻燃纖維素纖維及其制備方法，專利號(hào)為ZL201110241388. O的中國(guó)專利公開(kāi)了一種阻燃粘膠纖維及其制備方法，以上幾種阻燃纖維的制備中，其凝固浴主要組成均為硫酸、硫酸鋅和硫酸鈉的三組分凝固浴。使用三組分凝固浴生產(chǎn)阻燃粘膠纖維時(shí)，會(huì)造成紡絲過(guò)程中阻燃劑在凝固浴中大量流失，不但影響成品阻燃效果，增加阻燃纖維生產(chǎn)成本，而且會(huì)影響粘膠在凝固浴中的成型效果，導(dǎo)致阻燃纖維成品疵點(diǎn)、物理指標(biāo)變差等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種硅系阻燃劑纖維。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可減少紡絲過(guò)程中阻燃劑的流失、提高阻燃纖維的可紡性、提高產(chǎn)品質(zhì)量的用于生產(chǎn)阻燃粘膠纖維的凝固浴。本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種使用可減少紡絲過(guò)程中阻燃劑的流失、提高阻燃纖維的可紡性、提高產(chǎn)品質(zhì)量的凝固浴，制備阻燃效果好的阻燃粘膠纖維的方法。為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是—種阻燃娃酸鹽纖維,所述娃酸鹽纖維中纖維素含量為60 90%,以有效含量 SiO2計(jì)為10 40%的硅系阻燃劑。為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是所述硅酸鹽纖維成型時(shí)使用的凝固浴中各組分的含量為H2S0480 150g/l， ZnSO415 50g/l, Na2S04260 350g/l，硅系阻燃劑 O. I I. 2g/l。其中，所述凝固浴中硅系阻燃劑的有效含量SiO2為O. I I. 2g/l。為解決上述第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是使用阻燃凝固浴制備阻燃粘膠纖維的方法，包括以下步驟(I)采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，在纖維素黃酸脂粘膠中加入阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得阻燃紡絲粘膠。(2)將所述阻燃紡絲粘膠在含有H2S04、ZnSO4, Na2SO4和硅系阻燃劑的四組分凝固浴中凝固成型，再經(jīng)牽伸、精煉和烘干步驟制得阻燃硅酸鹽纖維，所述凝固浴中各組分的含量為H2S0480 150g/l, ZnSO415 50g/l, Na2S04260 350g/l，硅系阻燃劑 O. I I. 2g/I。其中，所述凝固浴中硅系阻燃劑的有效含量SiO2為O. I I. 2g/l。優(yōu)選的，所述阻燃紡絲粘膠中甲種纖維素含量5. O 12wt %，阻燃劑有效含量 SiO2相對(duì)甲種纖維素為30 50wt%，含堿量6. O 11. Owt%。優(yōu)選的，所述牽伸包括盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為25 50%和4 20%。作為一種改進(jìn)，所述塑化牽伸時(shí)的塑化浴中含有O. I I. 2g/l的Si02。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有阻燃粘膠纖維生產(chǎn)中存在的阻燃劑流失問(wèn)題，提出采用四組分凝固浴紡制阻燃纖維，凝固浴中添加阻燃劑組分，通過(guò)調(diào)節(jié)凝固浴中阻燃劑含量，使得凝固浴中阻燃劑含量與絲條中的阻燃劑達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，不僅可減少紡絲過(guò)程絲條中阻燃劑的流失，保證了阻燃纖維的阻燃效果，而且提高了紡絲可紡性，提高了阻燃纖維的物理機(jī)械性能指標(biāo)，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，還降低了阻燃粘膠纖維的生產(chǎn)成本，有效解決了阻燃粘膠纖維中阻燃劑含量不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明提供的四組分凝固浴制備阻燃纖維生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單、易操作，且此方法所生產(chǎn)的阻燃粘膠由于阻燃劑含量穩(wěn)定、機(jī)械性能指標(biāo)好，因此耐高溫、耐洗滌、耐日曬、阻燃效果好，遇火燃燒時(shí)不熔融滴落而只發(fā)生炭化，且具有自熄效果，離開(kāi)火源后，不陰燃，炭化后能保持纖維的原來(lái)形狀，避免了高溫熔融滴落物使人燙傷的現(xiàn)象，可廣泛應(yīng)用于家紡、交通工具及公共場(chǎng)所裝飾材料、醫(yī)院、軍隊(duì)、消防領(lǐng)域等。本發(fā)明在塑化牽伸時(shí)的塑化浴中含有O. I I. 2g/l的SiO2,阻燃纖維在含有阻燃劑的凝固浴中再次牽伸，防止沒(méi)成型完全的絲條中的阻燃劑再次流失，可更好的保證阻燃纖維的阻燃效果和物理機(jī)械性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例I采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，將偏硅酸鈉類阻燃劑加入到已溶解好的粘膠溶液中，攪拌均勻制得阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，將阻燃劑的前驅(qū)物溶解液加入到纖維素黃酸脂粘膠中，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得甲種纖維素含量5. Owt %、阻燃劑有效含量SiO2相對(duì)甲種纖維素為30wt %、含堿量
6.Owt%、落球法測(cè)定的粘度30s、采用10% NH4Cl測(cè)定的熟成度為30ml的阻燃紡絲粘膠。將所述阻燃紡絲粘膠在H2S0490g/l、ZnS0415g/l、Na2S04280g/l和阻燃劑有效含量SiO2O. 3g/l的四組分凝固浴中凝固成型，再依次經(jīng)盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為25%和6%，然后經(jīng)精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維。制得的阻燃粘膠纖維的干斷裂強(qiáng)度2. OOcN/dtex，濕斷裂強(qiáng)度I. 25cN/dteX，干伸率22. 8%，疵點(diǎn)
O.5mg/100g,白度79%，灼燒殘留物27. 8%。實(shí)施例2采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，將偏硅酸鈉類阻燃劑加入到已溶解好的粘膠溶液中，攪拌均勻制得阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，將阻燃劑的前驅(qū)物溶解液加入到纖維素黃酸脂粘膠中，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得甲種纖維素含量7. 5wt%、阻燃劑有效含量SiO2相對(duì)甲種纖維素為40wt%、含堿量
7.Owt%、落球法測(cè)定的粘度40s、采用10% NH4Cl測(cè)定的熟成度為20ml的阻燃紡絲粘膠。將所述阻燃紡絲粘膠在H2SO4110g/l、ZnS0425g/l、Na2S04300g/l和阻燃劑有效含量SiO2O. 8g/l的四組分凝固浴中凝固成型，再依次經(jīng)盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為30%和10%，然后經(jīng)精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維。制得的阻燃粘膠纖維的干斷裂強(qiáng)度I. 75cN/dteX，濕斷裂強(qiáng)度I. 06cN/dteX，干伸率21. 5%，疵點(diǎn)
2.5mg/100g，白度 78. 5%，灼燒殘留物 28. 9%0實(shí)施例3采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，將偏硅酸鈉類阻燃劑加入到已溶解好的粘膠溶液中，攪拌均勻制得阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，將阻燃劑的前驅(qū)物溶解液加入到纖維素黃酸脂粘膠中，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得甲種纖維素含量9. 8wt%、阻燃劑有效含量SiO2相對(duì)甲種纖維素為45wt%、含堿量 10. Owt%、落球法測(cè)定的粘度48s、采用10% NH4Cl測(cè)定的熟成度為20ml的阻燃紡絲粘膠。將所述阻燃紡絲粘膠在H2S04140g/l、ZnS0440g/l、Na2S04320g/l和阻燃劑有效含量Si021.2g/1的四組分凝固浴中凝固成型，再依次經(jīng)盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為45%和20%，所述塑化牽伸時(shí)的塑化浴中含有I. 2g/l的SiO2，然后經(jīng)精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維。制得的阻燃粘膠纖維的干斷裂強(qiáng)度I. 58cN/dteX，濕斷裂強(qiáng)度O. 92cN/dteX，干伸率23. 5%，疵點(diǎn)4. lmg/100g,白度78%，灼燒殘留物30. 8%。實(shí)施例4采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，將偏硅酸鈉類阻燃劑加入到已溶解好的粘膠溶液中，攪拌均勻制得阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，將阻燃劑的前驅(qū)物溶解液加入到纖維素黃酸脂粘膠中，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得甲種纖維素含量12wt%、阻燃劑有效含量SiO2相對(duì)甲種纖維素為50wt%、含堿量
9.Owt%、落球法測(cè)定的粘度40s、采用10% NH4Cl測(cè)定的熟成度為25ml的阻燃紡絲粘膠。將所述阻燃紡絲粘膠在H2SO4 120g/l、ZnS0430g/l、Na2S04 2 90g/l和阻燃劑有效含量Si021.0g/1的四組分凝固浴中凝固成型，再依次經(jīng)盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為40%和10%，所述塑化牽伸時(shí)的塑化浴中含有I. Og/Ι的SiO2，然后經(jīng)精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維。制得的阻燃粘膠纖維的干斷裂強(qiáng)度I. 39cN/dtex，濕斷裂強(qiáng)度O. 75cN/dtex,干伸率24. 5%,疵點(diǎn)6. 0mg/100g,白度78. 2 %，灼燒殘留物33. 6 %。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。一切從本發(fā)明的構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)所作出的結(jié)構(gòu)變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種阻燃娃酸鹽纖維,其特征在于所述娃酸鹽纖維中纖維素含量為60 90%,以有效含量SiO2計(jì)為10 40%的硅系阻燃劑。
2.用于生產(chǎn)如權(quán)利要求I所述的阻燃硅酸鹽纖維的凝固浴，其特征在于所述硅酸鹽纖維成型時(shí)使用的凝固浴中各組分的含量為H2S0480 150g/l，ZnS0415 50g/l， Na2S04260 350g/l，硅系阻燃劑 O. I I. 2g/l。
3.如權(quán)利要求2所述的用于生產(chǎn)阻燃硅酸鹽纖維的凝固浴，其特征在于所述凝固浴中硅系阻燃劑的有效含量SiO2為O. I I. 2g/l。
4.使用如權(quán)利要求2所述的凝固浴制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用纖維素漿柏為原料，經(jīng)過(guò)包括浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素黃酸脂粘膠，在纖維素黃酸脂粘膠中加入阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得阻燃紡絲粘膠；(2)將所述阻燃紡絲粘膠在含有H2S04、ZnSO4,Na2SO4和硅系阻燃劑的四組分凝固浴中凝固成型，再經(jīng)牽伸、精煉和烘干步驟制得阻燃硅酸鹽纖維，所述凝固浴中各組分的含量為H2S0480 150g/l, ZnSO415 50g/l, Na2S04260 350g/l，硅系阻燃劑 O. I I. 2g/l。
5.如權(quán)利要求4所述的制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，其特征在于所述凝固浴中硅系阻燃劑的有效含量SiO2為O. I I. 2g/l。
6.如權(quán)利要求4所述的制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，其特征在于所述阻燃紡絲粘膠中甲種纖維素含量5. O 12wt%，阻燃劑有效含量SiO2相對(duì)甲種纖維素為30 50wt%， 含喊量6. O 11. Owt % ο
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，其特征在于所述牽伸包括盤間牽伸和塑化牽伸，所述盤間牽伸和塑化牽伸比例分別為25 50%和4 20%。
8.如權(quán)利要求7所述的制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，其特征在于所述塑化牽伸時(shí)的塑化浴中含有O. I I. 2g/l的SiO2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃硅酸鹽纖維、用于生產(chǎn)阻燃硅酸鹽纖維的凝固浴及制備阻燃硅酸鹽纖維的方法，所述硅酸鹽纖維的成型凝固浴中含有H2SO4、ZnSO4、Na2SO4和硅系阻燃劑，所述方法包括(1)采用纖維素漿粕為原料制備纖維素黃酸脂粘膠，加入溶解好的阻燃劑的前驅(qū)物溶解液，再經(jīng)過(guò)濾、熟成和脫泡制得阻燃紡絲粘膠。(2)將阻燃紡絲粘膠在四組分凝固浴中凝固成型，再經(jīng)牽伸、精煉和烘干步驟制得阻燃粘膠纖維。本發(fā)明采用四組分凝固浴紡制阻燃纖維，不僅可減少絲條中阻燃劑的流失，而且提高了紡絲可紡性，提高了阻燃纖維的物理機(jī)械性能指標(biāo)，降低了阻燃粘膠纖維的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)D01F2/10GK102605452SQ201210065248
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者吳亞紅, 姜明亮, 張志鴻, 李昌壘, 秦翠梅, 郝連慶, 馬君志 申請(qǐng)人:山東海龍股份有限公司