專利名稱：：阻燃抗熔融粘膠纖維及其生產方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及粘膠纖維
技術領域：
，尤其涉及一種阻燃抗熔融粘膠纖維，本發(fā)明還涉及阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法。技術背景纖維素纖維在人造纖維中歷史悠久，用途廣泛，由于它的原料來源廣，有優(yōu)異的吸濕性、透氣性、衣著舒適、良好的染色性及生態(tài)相關性，而在人選纖維的生產和應用中占有穩(wěn)定的地位。然而，普通纖維素纖維易于著火燃燒，阻燃性校差，不能滿足社會發(fā)展應用要求，因此也限制了它的應用能力。隨著社會的發(fā)展，人們的安全要求也越來越高，在車輛、公共建筑物、家庭和辦公室內，防火問題愈益引起人們的關注，為了減少織物火災的危害，各國制定了各種紡織品的阻燃標準和使用法規(guī)。以織物種類和使用場所來限制非阻燃織物，因此，阻燃纖維得到迅速的發(fā)展。但是，到目前為止阻燃粘膠纖維仍存在有許多不足，所生產出的阻燃粘膠纖維所用的阻燃劑，均屬有機化合物，價格昂貴，阻燃粘膠纖維產品成本高，毒性和污染大，并難以克服。阻燃粘膠纖維生產較為先進的代表產品有奧地利的蘭睛(Lenzmg)阻燃粘膠纖維和臺化的阻燃粘膠纖維，其阻燃劑為有機含磷或鹵素有機化合物。纖維的阻燃主要有兩種制造方法。一種是添加法(共混法)，是將阻燃劑在紡絲前添加于紡絲原液中，制成具有阻燃性的纖維。另一種是涂層法，一般是在纖維制成后或在生產過程中(纖維處于凝膠狀態(tài)時)，將三氧化二銻同含鹵素的阻燃劑以乳膠狀態(tài)涂敷于纖維的表面。典型的阻燃劑有聚氯乙烯乳膠、聚溴乙烯乳膠、氯化石蠟或溴化芳烴與氧化銻組合成的粘合劑等。目前研究較多、已經工業(yè)化生產的阻燃抗熔融纖維主要是采用添加阻燃法。主要類型的添加型阻燃劑如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>國內在1990年前后曾經出現(xiàn)過阻燃纖維的研制開發(fā)的一個高潮，有多家企業(yè)、科研院所及高校參與，采用的均是SandofLame5060類阻燃劑，但是由于阻燃劑進口價格過高而國內生產的阻燃劑的質量又達不到紡絲要求，最終沒有進行工業(yè)化生產。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種阻燃抗熔融粘膠纖維，該粘膠纖維不僅阻燃抗熔融效果好，纖維強度高，而且具有負離子發(fā)生功效。作為同一種構思，本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供一種阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，使用該方法生產的阻燃抗熔融纖維不僅阻燃抗熔融效果好，纖維強度高，而且在生產過程中可使粘膠保持良好的過濾性能，減少了因粘膠堵塞濾網而引起的生產停頓，提高了生產效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是阻燃抗熔融粘膠纖維，按質量百分比該粘膠纖維主要由以下組分組成纖維素60%80%，硅系阻燃劑(以二氧化硅計)15%36%，電氣石0.1%5%該粘膠纖維的干斷裂強度〉1.7cN/dtex，濕斷裂強度〉0.9cN/dtex，干斷裂伸長率〉15%，線密度偏差率土7%，白度〉75%，極限氧指數〉30%。阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，以纖維素漿粕為原料，包括浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、過濾、熟成、紡絲、精練、烘干步驟，所述精練步驟包括清洗和脫水上油步驟，它還包括一個阻燃劑和電氣石的添加步驟，所述的添加步驟是將硅系阻燃劑和電氣石加入到黃化步驟中的纖維素磺酸酯中，經過攪拌，使其充分溶解、混合，制得粘膠；或者將硅系阻燃劑和電氣石用靜態(tài)混合器或動態(tài)混合器加入到黃化步驟結束后制得的粘膠中；所述硅系阻燃劑的添加量以二氧化硅計是纖維素的1960%;所述電氣石的添加量是纖維素的0週5%0.85%。作為一種改進，在所述的清洗步驟后，脫水上油步驟前有一個交聯(lián)處理步驟；所述交聯(lián)處理步驟中使用的交聯(lián)劑為偏鋁酸鈉粉體或液體，將所述交聯(lián)劑配置成濃度為2~10g/l的溶液并加熱到709(TC溫度，交聯(lián)時間為3~10分鐘。采用了上述技術方案后，由于本發(fā)明以纖維素漿粕為原料，所以其制成纖維的主要成分是纖維素，燃燒時只進行碳化，不會形成熔融。粘膠纖維中的電氣石成份賦予了粘膠纖維以負離子發(fā)生功效，從而其可以清新空氣、改善環(huán)境和預防疾病。由于在紡絲原液中加入硅系阻燃劑，該阻燃劑溶解后以分子狀態(tài)與纖維素分子均勻混合，保證了加入阻燃劑后粘膠的過濾性能，在過濾步驟中，不容易造成濾網的堵塞，保證了生產的順利進行。同時，在紡絲步驟中，粘膠在酸浴成型時，纖維素成為大分子鏈狀結構，膠束在硅酸的聚合過程中充當了"晶核"作用，促進了過飽和的硅酸分子從溶液中析出，其余硅酸生成聚原硅酸，以網狀硅膠態(tài)存在于纖維素分子中，纖維與阻燃劑以分子鍵牢固結合，使纖維強伸度等物理指標明顯好于其它通過阻燃劑添加法生產的阻燃纖維。通過交聯(lián)處理，阻燃劑分子之間進行化學反應，成為網狀大分子，保證了纖維耐堿性，同時改善了纖維的色澤、手感，使再生纖維的強度得到一定程度提高。該粘膠纖維可廣泛用于無紡布等的制造。具體實施方式實施例I:1.67dte^38mm阻燃抗熔融粘膠纖維用纖維素漿粕為原料，通過浸漬、壓榨、粉碎、老成步驟，制得堿纖維素，堿纖維素中甲纖即a纖維素的含量為30%。將20Kg的SiCb含量為21%的九水硅酸鈉(Na2Si03'9H20)和0.02Kg電氣石加入到60L黃化溶解水中，在510(TC攪拌、研磨，進行溶解，然后調溫至14(TC制得溶液，將該溶液加入到40Kg堿纖維素制得的黃酸酯中，電氣石是由以含硼為特征的環(huán)狀結構的硅酸鹽構成，其化學式為Na(Mg,Fe,Li,Al)3Al6[Si608](B03)3(OH,F)4。經攪拌使其充分溶解、混合，制得紡絲膠，在硫酸含量為110g/l，硫酸鈉330g/1，硫酸鋅10g/1，溫度48'C的凝固酸浴紡絲，經適當牽伸生產出1.67dtex*38mm短纖維。纖維經酸洗、水洗中性后，在溫度為8(TC，濃度為8g/l的偏鋁酸鈉(Na2AL204)溶液構成的交聯(lián)浴中交聯(lián)5分鐘。經脫水、上油、烘干制得1.67&6乂*38,阻燃纖維。纖維指標干斷裂強度2.13cN/dtex;濕斷裂強度U2cN/dtex;干斷裂伸長率20.4%;線密度偏差率-1.2%;白度79%;含油率0.18%;回潮率12.1%;極限氧指數(LOI)30.5%。實施例2:3.33dtex*60mm阻燃抗熔融粘膠纖維用纖維素漿粕為原料，經過浸漬、壓榨、粉碎、老成步驟，制得堿纖維素，堿纖維素中甲纖即a纖維素的含量為30%。將10Kg的Si02含量為49%的硅酸鉀(K2Si03)和0.05Kg電氣石加入到60L黃化溶解水中，在510(TC攪拌、研磨，進行溶解，然后調溫至14(TC制得溶液，將該溶液加入到60Kg堿纖維素制得的黃酸酯中，經攪拌使其充分溶解、混合，制得紡絲膠，在硫酸含量為85g/1，硫酸鈉320g/1，硫酸鋅15g/1，溫度4(TC的凝固酸浴紡絲，經適當牽伸生產出3.33dtex*60mm短纖維。纖維經水洗中性后，在溫度為82°C，濃度為7g/l的偏鋁酸鈉(Na2AL204)溶液構成的交聯(lián)浴中交聯(lián)6分鐘。經脫水、上油、烘干制得3.33dtex*60mm阻燃纖維。纖維指標干斷裂強度2.03cN/dtex;濕斷裂強度1.01cN/dtex;干斷裂伸長率21.0%;線密度偏差率-2.8%;白度78%;含油率0.19%;回潮率11.4%;極限氧指數(LOI)38%。實施例3:2.78(^\*51111111阻燃抗熔融粘膠纖維用纖維素漿粕為原料，經過浸漬、壓搾、粉碎、老成步驟，制得堿纖維素，堿纖維素中甲纖即a纖維素的含量為30%。將20Kg的Si02含量為21%的九水硅酸鈉(Na2Si03'9H20)和0.03Kg電氣石制成溶液，用靜態(tài)混合器加入到由60Kg堿纖維素制得的粘膠中，制得紡絲膠，在硫酸含量為120g/l，硫酸鈉330g/1，硫酸鋁6g/1，溫度48。C的凝固酸浴紡絲，經適當牽伸生產出2.78dtexf51mm短纖維。纖維經水洗中性后，在溫度為82°C，濃度為7g/l的偏鋁酸鈉(Na2AL204)溶液構成的交聯(lián)浴中交聯(lián)6分鐘。經脫水、上油、烘干制得2.78dtexf51mm阻燃纖維。纖維指標干斷裂強度2.11cN/dtex;濕斷裂強度1.08cN/dtex;干斷裂伸長率19.4%;線密度偏差率-0.8%;白度78%;含油率0.18%;回潮率11.1%;極限氧指數(LOI)33.5%。實施例4:3.88dtex*80mm阻燃抗熔融粘膠纖維用纖維素槳粕為原料，經過浸漬、壓搾、粉碎、老成步驟，制得堿纖維素，堿纖維素中甲纖即a纖維素的含量為30%。將30Kg的Si02含量為21%的九水硅酸鉀(K2Si03'9H20)和0.06Kg電氣石制成溶液，用動態(tài)混合器加入到由46Kg堿纖維素制得的粘膠中，制得紡絲膠，在硫酸含量為120g/l，硫酸鈉330g/1，硫酸鋅16g/1，溫度48。C的凝固酸浴紡絲，經適當牽伸生產出3.88(^乂*801!1111纖維。纖維經水洗中性后，在溫度為8CTC，濃度為8g/l的偏鋁酸鈉(Na2AL204)溶液構成的交聯(lián)浴中交聯(lián)5分鐘。經脫水、上油、烘干制得3.88dteW80mm阻燃抗熔融粘膠纖維。纖維指標干斷裂強度2.11cN/dtex;濕斷裂強度1.08cN/dtex;干斷裂伸長率19.4%;線密度偏差率-0.8%;白度78%;含油率0.18%;回潮率11.1%;極限氧指數(LOI)31.5%。上述各個實施例中的纖維素漿粕是由棉短絨、木材、竹子、甘蔗渣和盧等中的一種或幾種作為原料制成的漿粕。權利要求1.阻燃抗熔融粘膠纖維，其特征在于，按質量百分比該粘膠纖維主要由以下組分組成纖維素60％～80％，硅系阻燃劑(以二氧化硅計)15％～36％，電氣石0.1％～5％；該粘膠纖維的干斷裂強度＞1.7cN/dtex，濕斷裂強度＞0.9cN/dtex，干斷裂伸長率＞15％，線密度偏差率土7％，白度＞75％，極限氧指數＞30％。2、如權利要求1所述的阻燃抗熔融粘膠纖維，其特征在于所述的硅系阻燃劑由硅酸鈉、硅酸鉀或其混合物構成；電氣石由以含硼為特征的環(huán)狀結構的硅酸鹽構成，其化學式為Na(Mg,Fe，Li,Al)3Al6[Si608](B03)3(OH,F)4。3、權利要求1所述的阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，以纖維素漿粕為原料，包括浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化、過濾、熟成、紡絲、精練、烘干步驟，所述精練步驟包括清洗和脫水上油步驟，其特征在于，它還包括一個阻燃劑和電氣石的添加步驟，所述的添加步驟是將硅系阻燃劑和電氣石加入到黃化步驟中的纖維素磺酸酯中，經過攪拌，使其充分溶解、混合，制得粘膠；或者將硅系阻燃劑和電氣石用靜態(tài)混合器或動態(tài)混合器加入到黃化步驟結束后制得的粘膠中；所述硅系阻燃劑的添加量以二氧化硅計是纖維素的1960%;所述電氣石的添加量是纖維素的0.0015%0.85%。4、如權利要求3所述的阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，其中的纖維素漿粕是由棉短絨、木材、竹子、甘蔗渣和蘆葦中的一種或幾種作為原料制成的漿粕。5、如權利要求4所述的阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，其特征在于所述的阻燃劑添加步驟還包括一個在添加前先將所述硅系阻燃劑在5100°C的水中攪拌、研磨，進行溶解，然后調溫至14(TC，制得硅系阻燃劑溶液的步驟。6、如權利要求5所述的阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，其特征在于在紡絲步驟中，凝固浴組成為硫酸60140克/升，硫酸鈉0350克/升，硫酸鋅860克/升，硫酸鋁040克/升；凝固浴的溫度為2065"C。7、如權利要求6所述的阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，其特征在于-在所述的清洗步驟后，脫水上油步驟前有一個交聯(lián)處理步驟；所述交聯(lián)處理步驟中使用的交聯(lián)劑為偏鋁酸鈉粉體或液體，將所述交聯(lián)劑配置成濃度為210g/1的溶液并加熱到7090'C溫度，交聯(lián)時間為310分鐘。全文摘要本發(fā)明公開了一種阻燃抗熔融粘膠纖維，按質量百分比該粘膠纖維主要由以下組分組成纖維素60％～80％，硅系阻燃劑(以二氧化硅計)15％～36％，電氣石0.1％～5％。本發(fā)明還公開了一種阻燃抗熔融粘膠纖維的生產方法，其技術要點是在阻燃劑添加步驟中，將硅系阻燃劑加入到黃化步驟中的纖維素磺酸酯中或黃化步驟結束后制得的粘膠中，其添加量以二氧化硅計是纖維素的19～60％。使用該方法生產的阻燃抗熔融纖維不僅阻燃抗熔融效果好，纖維強度高，而且具有負離子發(fā)生功效。同時，在生產過程中上述生產方法還可使粘膠保持良好的過濾性能，減少了因粘膠堵塞濾網而引起的生產停頓，提高了生產效率。該粘膠纖維可廣泛用于無紡布等的制造。文檔編號D01F2/10GK101210353SQ20061017099公開日2008年7月2日申請日期2006年12月28日優(yōu)先權日2006年12月28日發(fā)明者劉建華,王樂軍,田素峰申請人:山東海龍股份有限公司