阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法
阅读说明：本技术 阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法 (Flame-retardant micron-silk composite superfine fiber and preparation method thereof ) 是由 余三川 雷太林 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法,包含以下重量份组成：阻燃剂1-4份、聚酯类高分子50-70份、聚酰胺类高分子20-50份,其特征是所述聚酯类高分子是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述聚酰胺类高分子是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙610、尼龙612和尼龙12中的一种。发明提供一种阻燃微米丝复合超细纤维,其纤维中的阻燃剂不含卤素成分阻燃剂,产品使用安全,强力损伤小适于后续的纤维加工,燃烧后不会影响使用者健康甚至生命安全,阻燃剂在纤维中分散效果好,工艺简单,操作方便,而且无污染,有利于保护环境。(The invention discloses a flame-retardant micrometer filament composite superfine fiber and a preparation method thereof, wherein the flame-retardant micrometer filament composite superfine fiber comprises the following components in parts by weight: 1-4 parts of flame retardant, 50-70 parts of polyester polymer and 20-50 parts of polyamide polymer, and is characterized in that the polyester polymer is polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate; the polyamide polymer is one of nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 610, nylon 612 and nylon 12. The flame retardant in the fiber does not contain a halogen component flame retardant, the product is safe to use, the strong damage is small, the product is suitable for subsequent fiber processing, the health and even life safety of a user cannot be influenced after combustion, the flame retardant has a good dispersion effect in the fiber, the process is simple, the operation is convenient, no pollution is caused, and the environment is protected.)
技术领域
本发明涉及化纤技术领域，特别是一种阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法。
背景技术
阻燃纤维，是指在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开火焰，阴燃自行熄灭的纤维，广泛应用于服装、家居、装饰、无纺织物及填充物等。阻燃纤维与普通纤维相比可燃性显著降低，在燃烧过程中燃烧速率眀显减缓，离开火源后能迅速自熄，且较少释放有毒烟雾。传统的卤素阻燃剂在燃烧时会产生窒息性有毒气体，影响使用者健康和生命安全。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种不含卤素成分阻燃剂，产品安全且强力损伤小，适于后续的纤维加工，工艺简单，阻燃剂添加量少，无环境污染的阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明所提供的一种阻燃微米丝复合超细纤维，包含以下重量份组成：阻燃剂1-4份、聚酯类高分子50-70份、聚酰胺类高分子20-50份，其特征是所述聚酯类高分子是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述聚酰胺类高分子是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙610、尼龙612和尼龙12中的一种。
本发明提供的一种阻燃微米丝复合超细纤维制备方法，包括如下步骤：
步骤一、真空干燥：将聚酯类高分子和聚酰胺类高分子在60-160℃下干燥8-24h；
步骤二、熔融纺丝：采用熔融纺丝的方法，将聚酯类高分子和聚酰胺类高分子熔体熔融混合后，再挤出拉丝，环吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕制备得到微米丝复合预取向丝；
步骤三、假捻变形：将微米丝复合预取向丝经过拉伸假捻变形，制得微米丝复合纤维，将微米丝复合纤维经阻燃剂进行阻燃处理得到阻燃微米丝复合纤维，再通过碱处理超声波开纤法制得阻燃微米丝复合超细纤维；所述碱处理超声波开纤法方法是：取一定量微米丝复合纤维称重，配置含量为1mol/L的碳酸钠/丙酮溶液，在常温环境下进行碱处理超声波开纤，随后再进行清水洗、酸洗、清水洗至中性，烘干，开纤后所述阻燃微米丝复合超细纤维直径为0.1-5微米；所述碱处理超声波开纤法的超声功率为500w，时间为20分钟，浴比为1:100，采用乙酸溶液酸洗。
所述的将微米丝复合纤维经阻燃剂进行阻燃处理是：采用包含40-50份钨酸钠、30-60份钼酸钠、20-30份酒石酸和20-30份柠檬酸组成的阻燃剂；将微米丝复合纤维置于70-100℃，PH为3-5的环境下，在阻燃剂与水配比为1:30-1:25的阻燃剂水溶液中浸煮10-15分钟，得到阻燃微米丝复合纤维。
所述熔融纺丝工艺的工艺参数为：熔融纺丝温度为270-280℃，环吹风风速为0.45±0.05m/min，环吹风温度为23-25℃，环吹风湿度为35-45RH％，POY的牵伸倍数为1.5-2.0倍，POY的纺丝速度为2800-3500m/min，FDY的牵伸倍数为3.0-4.5倍，纺丝速度为4000-4800m/min。
本发明得到的一种阻燃微米丝复合超细纤维及其制备方法，其优点是纤维中的阻燃剂不含卤素成分阻燃剂，产品使用安全，强力损伤小适于后续的纤维加工，燃烧后不会影响使用者健康甚至生命安全，阻燃剂在纤维中分散效果好，工艺简单，操作方便，而且无污染，有利于保护环境。
具体实施方式
为了更清晰地理解本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明作进一步的举例说明。
实施例1：
本实施例描述的一种阻燃微米丝复合超细纤维，包含以下重量份组成：1份阻燃剂、50份聚对苯二甲酸乙二醇酯、20份尼龙6，所述阻燃微米丝复合超细纤维是以丙酮为介质进行碱处理超声波开纤得到的。
阻燃剂包含40份钨酸钠、30份钼酸钠、20份酒石酸和20份柠檬酸。
阻燃微米丝复合超细纤维制备方法包括如下步骤：
步骤一、真空干燥。将聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙6在60℃下干燥8h。
步骤二、熔融纺丝。采用熔融纺丝的方法，将聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙6熔体熔融混合后，再挤出拉丝，环吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕制备得到微米丝复合预取向丝。
步骤三、假捻变形。将微米丝复合预取向丝经过拉伸假捻变形，制得微米丝复合纤维，将微米丝复合纤维经阻燃剂进行阻燃处理得到阻燃微米丝复合纤维，再通过碱处理超声波开纤法制得阻燃微米丝复合超细纤维；所述熔融纺丝工艺的工艺参数为：复合熔融纺丝温度为270℃，环吹风风速为0.4m/min，环吹风温度为23℃，环吹风湿度为35RH％，POY的牵伸倍数为1.5倍，POY的纺丝速度为2800m/min，FDY的牵伸倍数为3.0倍，纺丝速度为4000m/min。
所述阻燃处理具体过程如下：将微米丝复合纤维置于70℃，PH为3的环境下，在阻燃剂与水配比为1:30的阻燃剂水溶液中浸煮10分钟，得到阻燃微米丝复合纤维。
所述碱处理超声波开纤法方法如下：取1份阻燃微米丝复合纤维称重，同时配置100份含量为1mol/L的碳酸钠/丙酮溶液，浴比为1:100，在常温环境下进行碱处理超声波开纤，超声时间为20分钟，超声功率为500w，随后再进行清水洗、酸洗、清水洗至中性，烘干并进行纤维特性测试。
所得纤维特性如表1所示。
实施例2：
本实施例描述的一种阻燃微米丝复合超细纤维，包含以下重量份组成：4份阻燃剂、70份聚对苯二甲酸丁二醇酯、50份尼龙612，所述阻燃微米丝复合超细纤维是以丙酮为介质进行碱处理超声波开纤得到的。
阻燃剂包含50份钨酸钠、60份钼酸钠、30份酒石酸和30份柠檬酸。
阻燃微米丝复合超细纤维制备方法包括如下步骤：
步骤一、真空干燥。将聚对苯二甲酸丁二醇酯和尼龙612在180℃下干燥24h。
步骤二、熔融纺丝。采用熔融纺丝的方法，将聚对苯二甲酸丁二醇酯和尼龙612熔体熔融混合后，再挤出拉丝，环吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕制备得到微米丝复合预取向丝。
步骤三、假捻变形。将微米丝复合预取向丝经过拉伸假捻变形，制得微米丝复合纤维，将微米丝复合纤维经阻燃剂进行阻燃处理得到阻燃微米丝复合纤维，再通过碱处理超声波开纤法制得阻燃微米丝复合超细纤维；所述熔融纺丝工艺的工艺参数为：复合熔融纺丝温度为290℃，环吹风风速为0.45m/min，环吹风温度为25℃，环吹风湿度为45RH％，POY的牵伸倍数为2.0倍，POY的纺丝速度为3500m/min，FDY的牵伸倍数为4.5倍，纺丝速度为4800m/min。
所述阻燃处理具体过程如下：将微米丝复合纤维置于100℃，PH为5的环境下，在阻燃剂与水配比为1:25的阻燃剂水溶液中浸煮15分钟，得到阻燃微米丝复合纤维。
所述碱处理超声波开纤法方法如下：取1份阻燃微米丝复合纤维称重，同时配置100份含量为1mol/L的碳酸钠/丙酮溶液，浴比为1:100，在常温环境下进行碱处理超声波开纤，超声时间为20分钟，超声功率为500w，随后再进行清水洗、酸洗、清水洗至中性，烘干并进行纤维特性测试。
所得纤维特性如表1所示。
实施例3：
本实施例描述的一种阻燃微米丝复合超细纤维，包含以下重量份组成：3份阻燃剂、60份聚对苯二甲酸乙二醇酯、35份尼龙12，所述阻燃微米丝复合超细纤维是以丙酮为介质进行碱处理超声波开纤得到的。
阻燃剂包含45份钨酸钠、45份钼酸钠、25份酒石酸和25份柠檬酸。
阻燃微米丝复合超细纤维制备方法包括如下步骤：
步骤一、真空干燥。将聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙12在120℃下干燥16h。
步骤二、熔融纺丝。采用熔融纺丝的方法，将聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙12熔体熔融混合后，再挤出拉丝，环吹风冷却、集束上油、牵伸卷绕制备得到微米丝复合预取向丝。
步骤三、假捻变形。将微米丝复合预取向丝经过拉伸假捻变形，制得微米丝复合纤维，将微米丝复合纤维经阻燃剂进行阻燃处理得到阻燃微米丝复合纤维，再通过碱处理超声波开纤法制得阻燃微米丝复合超细纤维；所述熔融纺丝工艺的工艺参数为：复合熔融纺丝温度为280℃，环吹风风速为0.45m/min，环吹风温度为24℃，环吹风湿度为40RH％，POY的牵伸倍数为1.75倍，POY的纺丝速度为3150m/min，FDY的牵伸倍数为3.75倍，纺丝速度为4400m/min。
所述阻燃处理具体过程如下：将微米丝复合纤维置于85℃，PH为4的环境下，在阻燃剂与水配比为1:25的阻燃剂水溶液中浸煮12分钟，得到阻燃微米丝复合纤维。
所述碱处理超声波开纤法方法如下：取1份阻燃微米丝复合纤维称重，同时配置100份含量为1mol/L的碳酸钠/丙酮溶液，浴比为1:100，在常温环境下进行碱处理超声波开纤，超声时间为20分钟，超声功率为500w，随后再进行清水洗、酸洗、清水洗至中性，烘干并进行纤维特性测试。
所得纤维特性如表1所示。
阻燃性能判断：按照美国汽车安全标准(FMVSS-302)，测定水平支撑的试验片的燃烧速度，将火焰没有达到标线的情况下，判断为“阻燃”。
实施例1-3制备得到的阻燃微米丝复合超细纤维的纤维特性如下表所示。
表1纤维特性表
如表1中结果所示，本发明采用阻燃剂水溶液浸煮，碱处理超声开纤的方式制备得到阻燃微米丝复合超细纤维，所得超细纤维直径小于0.5微米，纤维强度在3cN/dtex左右，弹性回复率大于90％，均具有阻燃性能。
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