[发明专利]阻燃性纤维、纱线和由其制造的织物

说明书

公开了用部分芳族聚酰胺和非卤素阻燃性添加剂制造的技术纤维和纱线。用这种纤维和纱线制造的织物显示了比传统阻燃性尼龙6,6织物优良的阻燃性。而且，公开的纤维和纱线在与其它阻燃性纤维混合时不显示阻燃性尼龙6,6混合织物常见的危险的“支架效应”。

发明领域

本发明总地来说涉及技术纤维、纱线和织物，并且具体地涉及包含部分芳族聚酰胺和非卤化的阻燃性添加剂的阻燃性纤维、纱线和由其制造的织物。

技术背景

阻燃性(FR) 织物在军事环境和非军事环境中都至关重要。消防员、赛车司机和石化工人是受益于阻燃性织物的附加保护的非军事群体中的仅少数人。然而，阻燃性织物的真正益处存在于军事中。除我们的军队必须在其中运作的严酷环境外，非常规的现代战争的到来产生甚至更敌对的环境。特定地，使用临时爆炸装置（“IED”）停止士兵的大量护送使得个体的军队保护极其重要。

除防弹道织物和护身盔甲外，阻燃性织物也在保护士兵免遭IED中起重要作用。IED由多种材料（例如高爆炸性装料、易燃性液体、弹片等）构成，一些充当射弹并且其它的充当爆裂后的燃烧弹。因此，军事织物必须是各种结构的以处理来自IED的大量威胁。

基本上存在两种类型的保护性服装中使用的阻燃性织物：(1)由阻燃性有机纤维(例如，芳族聚酰胺、阻燃性人造纤维、聚苯并咪唑、变性聚丙烯腈等)制造的织物；和(2) 由已经被后处理以赋予阻燃性的常规材料（例如，棉）制造的阻燃性织物。Nomex®和Kevlar®芳族聚酰胺是阻燃性合成纤维中最常见的类型。这些通过将间-或对-芳族聚酰胺聚合物溶液纺丝成纤维来制备。芳族聚酰胺在极度加热下不熔化，自然是阻燃性的，但必须是溶液纺丝的。不幸地，Nomex®不太舒适并且难以生产而且对于生产是昂贵的。Kevlar®也难以生产并且对于生产是昂贵的。

将后处理阻燃性应用到织物上并可以分解成两种基本的类别：(1) 持久的阻燃性；和(2) 非持久的阻燃性。对于保护性服装，处理必须经得起洗熨，因此仅选择持久性处理。现今，更经常地，持久的阻燃性化学依赖于磷-基FR剂和用于将FR剂固定在织物上的化学品或树脂。

由于其加工性和强度而被广泛研究的一种聚合物纤维是尼龙 6,6 纤维。小量-约12%-的脂族尼龙纤维可以与棉混合并被化学处理以产生阻燃性织物。因为棉是主要的纤维组分，这种织物被称为“FR棉”织物。尼龙纤维给予FR棉织物和衣服优良的耐穿性。然而，因为尼龙是可熔融加工的(即，热塑性的)并且不提供固有的阻燃性，因此FR 织物中尼龙纤维的量是有限的。尝试化学改性脂族尼龙纤维并提高尼龙纤维含量，同时达到足够的阻燃性已经失败。实际上，Deopura和Alagirusamy在他们的新书Polyesters and Polyamides（聚酯和聚酰胺） (纺织协会2008在第320页)中声明 “[i]t seems unlikely that therewill be any major breakthroughs with regard to new and/or improved reactiveflame-retardant comonomers or conventional … flame retardant additives foruse in … mylon fibers.（在新的和/或改进的反应性阻燃性共聚用单体或常规阻燃性添加剂用于尼龙纤维方面似乎不可能有任何重要的突破）”。

发明内容