[发明专利]高极限氧指数防火纱线及其制备方法和织物

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种高极限氧指数(LOI)防火纱线及其制备方法和织物。

背景技术

聚丙烯腈预氧化纤维是聚丙烯腈纤维经过特定装备和预氧化工艺处理得到，含碳量高于55％，LOI一般大于40％，即使在高达500℃温度时，也不熔融、不软化、不收缩、无熔滴，同时还具有很好的电绝缘性、隔热性和抗电弧性，是一种非常理想的防火阻燃材料，但该纤维表面平滑，纤维之间的抱合力非常小，导致可纺性差，给纺纱和织造带来了难度。针对这个问题，国内外学者也做了各种偿试，但效果并不理想。

USP2007148455中报道了将原材料聚丙烯腈预氧化纤维丝束通过自行设计的两组牵切装置将丝束切断成一定的长度，并在牵切方向形成纤维网络，并直接加捻纺制成单纱，该方法略去了绝大部分工序，工艺极其简单，并可纺制100％聚丙烯腈预氧化纤维纱线。但整个过程中没有定量控制，纱线的品质很难保证；

CN1036235中提出，为了改善聚丙烯腈预氧化纤维的可纺性，利用水溶性有机纤维和聚丙烯腈预氧化纤维混纺成纱并织成面料后，再将织物中的有机纤维用水溶解掉，以得到类似纯纺的聚丙烯腈预氧化纤维织物。这一混纺溶解过程工艺复杂且成本较高；

目前市场上普遍采用是聚丙烯腈预氧化纤维和芳纶混纺，以改善聚丙烯腈预氧化纤维的可纺性及其强力，但芳纶的LOI为28左右，织物的LOI随着芳纶用量的增加而下降，尽管这样，由于聚丙烯腈预氧化纤维的抱合力太差，使其在混纺过程，仍然会出现制条不流畅，出现聚丙烯腈预氧化纤维绒花、粉化的问题，总的制成率只有70-80％。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有防火纱线所存在的上述诸多不足之处而提供一种高极限氧指数防火纱线。

本发明的目的之二在于提供上述高极限氧指数防火纱线的制备方法。

本发明的目的之三在于提供使用上述高极限氧指数防火纱线所编织的织物。

作为本发明第一方面的高极限氧指数防火纱线，由聚丙烯腈预氧化短纤维和阻燃耐高温短纤维混纺而成，其中所述聚丙烯腈预氧化短纤维占整个高极限氧指数防火纱线的质量的80％以上。

在本发明的一个优选实施例中，所述阻燃耐高温短纤维为芳纶短纤维。

作为本发明第二方面的高极限氧指数防火纱线的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚丙烯腈预氧化短纤维制备

将聚丙烯腈预氧化纤维进行表面脱油、一次卷曲、纺纱油剂浸渍、二次卷曲、干燥定型、切断后得到抱合力优异的聚丙烯腈预氧化短纤维；

(2)高极限氧指数防火纱线的制备

将步骤(1)制备的聚丙烯腈预氧化短纤维与阻燃耐高温短纤维进行混纺得到高极限氧指数防火纱线。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述表面脱油是选用阴离子表面活剂对所述聚丙烯腈预氧化纤维表面进行脱油，脱油浴温度为50-100℃。

在本发明的一个优选实施例中，所述阴离子表面活剂为羧酸盐阴离子表面活剂、磺酸盐阴离子表面活剂、硫酸酯盐阴离子表面活剂、磷酸酯盐阴离子表面活剂中的一种或几种复合。

在本发明的一个优选实施例中，所述阴离子表面活剂用量为水的质量的0.3-5％；优选1-2％。

在本发明的一个优选实施例中，所述脱油浴温度为70-90℃。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述一次卷曲是使经过表面脱油处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数≦4个/cm。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述纺纱油剂浸渍是将经过一次卷曲的聚丙烯腈预氧化纤维经过含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂水浴进行纺纱油剂浸渍处理。

在本发明的一个优选实施例中，所述混合油剂水浴的温度为50-100℃，优选70-90℃。

在本发明的一个优选实施例中，所述混合油剂水浴中含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂总含量占混合油剂水浴质量的2-15％，优选5-10％。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中，所述二次卷曲是使经过纺纱油剂浸渍处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数为8-15个/cm；优选8-12个/cm。

作为本发明第三方面的防火织物，其由上述防火纱线采用针织或机织工艺编织而成，所述防火织物的LOI一般大于35％。