[发明专利]超高阻燃腈氯纶纤维及其生产方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种腈氯纶纤维，尤其涉及一种超高阻燃腈氯纶纤维以及它的生产方法。

背景技术：

腈氯纶纤维又称改性腈纶纤维，是指丙烯腈含量(指重量含量比，以下文中含义同此)为35～85％的成纤材料，其化学结构是由丙烯腈(ACN)单体、偏二氯乙烯(VDC)单体与丙烯酰胺甲基丙烷磺酸钠(SAMPS)单体三者共聚而成。腈氯纶纤维的一个特点是具有类似天然纤维的自然柔软的手感、优异的吸水性性能和良好的舒适性，其毛型纤维的物理性能与动物毛相似，手感滑爽、回弹性好、保暖性胜于羊毛；腈氯纶纤维还有一个特点是染色性能也很优良，其上色率高、色泽鲜艳、色牢度好、耐日晒；腈氯纶纤维的另一个特点是化学稳定性好，具有优良的耐酸碱性和耐其它化学药剂性能；而腈氯纶纤维的最大特点是具备优异的阻燃性能，其极限氧指数(指纺织纤维在氧气和氮气的混合气体中维持燃烧所需氧气浓度的最低百分比，缩写LOI)达到26-30％，而一般可燃型纤维只有21-24％(各类纤维的极限氧指数数值见下表)：

由于腈氯纶纤维具备上述许多特有的优点，因此它不仅是一种高档纺织品纤维，同时也是一种功能性纤维，所以在国内外不仅被广泛用于家用纺织品、人造毛皮、保暖服装、地毯等，而且还被用于航空毯、舱座套、内装饰等阻燃织物和特种服装、滤布、遮阳伞等，甚至用作蓄电池极板的添加材料。

腈氯纶纤维分子结构的主体是丙烯腈(ACN)，为了改进阻燃性能，在聚合物中加入了偏二氯乙烯(VDC)作为第二单体，又为了改进染色性能，在聚合物中加入了丙烯酰胺甲基丙烷磺酸钠(SAMPS)作为第三单体。聚合物的三种单体不是三元直接聚合而成的，而是由ACN和VDC聚合，ACN与SAMPS聚合，分别得到聚合物“V”和“S”，两种聚合物再混合成MDC聚合液。聚合过程与纺丝过程均以二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，因此聚合过程是均相反应，反应过程中未能参与反应的ACN、VDC单体经薄膜蒸发器脱单后予以回收使用，所得的聚合物溶液经过滤后进入纺丝工序，得到成品纤维。

腈氯纶纤维具备阻燃性能是由于其高分子结构中加入了偏二氯乙烯单体，即含有氯元素，所以它具有永久阻燃性。腈氯纶纤维的阻燃性能与氯元素的含量有关，氯元素含量越高，其LOI(极限氧指数)值也越高，阻燃性能就越好。为进一步提高纤维的阻燃性能，就需要不断提高纤维中的氯元素含量，也就是说要提高聚合物中偏二氯乙烯单体的加入量。随着增大偏二氯乙烯单体的用量，虽然纤维的极限氧指数(LOI)值会增大，但是纤维的光泽、手感、染色性和可纺性能却明显下降，因而严重影响腈氯纶纤维的品质。因此，用提高纤维中氯元素的含量来提高纤维阻燃性的方法，在不影响纤维质量的前提下，具有一定的局限性。目前，提高腈氯纶纤维阻燃性能的主要方法是在腈氯纶纤维聚合液中添加五氧化二锑胶体溶液，利用氯-锑的协同阻燃效应来提高纤维的LOI，随着五氧化二锑含量的增加，纤维的LOI也逐渐增加，但是增加到一定量之后，对纤维LOI的影响效果就不明显了，纤维的LOI值最高只达到32％。

随着经济的发展和科技的进步，腈氯纶纤维的应用领域越来越宽，潜在的市场对高阻燃腈氯纶纤维的需求越来越大，但对质量的要求也更加苛刻，尤其是在特种作业领域对阻燃性能的要求更高，随着终端用户对织物的综合性能的要求越来越高，混纺织物的比例越来越大，为了在保证织物阻燃性能的前提下，加大与其它纤维的混纺比例，就必须使用极限氧指数更高的阻燃纤维，因而研制具有更好阻燃性的腈氯纶纤维就成了紧迫的任务。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服普通腈氯纶纤维提高阻燃性能受到局限的困难，提供一种超高阻燃腈氯纶纤维，其共聚物中不仅含有五氧化二锑，而且含有十溴二苯乙烷，从而大幅度提高其极限氧指数，并且在增强纤维阻燃性能的同时保持纤维的其它性能。

本发明同时所要解决的另一个技术问题是提供一种制造上述超高阻燃腈氯纶纤维的新的生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种超高阻燃腈氯纶纤维，其共聚的化学成份中含有丙烯腈、偏二氯乙烯和丙烯酰胺甲基丙烷磺酸钠，其特征在于：所述纤维的共聚化学成份中还含有五氧化二锑和十溴二苯乙烷。

本发明所述的超高阻燃腈氯纶纤维中，所述五氧化二锑在纤维中所含重量比为6.5～10％，所述十溴二苯乙烷在纤维中所含重量比为5.5～10％。