[发明专利]一种聚丙烯腈氧化纤维毡的制备方法

说明书

本发明提供了一种聚丙烯腈氧化纤维毡的制备方法。该方法首先通过梳理成网和针刺将聚丙烯腈短纤维制成毡，然后用聚硅氧烷和胍类化合物的水性乳液对其进行化学改性处理，最后烘干、进行氧化处理，制得聚丙烯腈氧化纤维毡。该方法具有操作简单、生产效率高、生产成本低的优点，制得的聚丙烯腈氧化纤维毡具有优异的阻燃性能，其极限氧指数能够达到40％以上，并且收缩变形小、柔软度高。

技术领域

本发明涉及阻燃纤维与纺织材料制造领域，具体涉及到一种聚丙烯腈氧化纤维毡的制备方法。

背景技术

聚丙烯腈氧化纤维是一种高级阻燃纤维材料，其具有优异的防火阻燃、隔热保温、耐高温、耐化学腐蚀、耐摩擦、电绝缘、纺织加工和服用性能。聚丙烯腈氧化纤维具有很高的极限氧指数，在空气中不燃烧、不熔融、在高温下不收缩、能保持纤维形态。其导热性很低，能减少织物因温度升高造成的烫伤，并且在火焰中或强辐射热下释放的有毒气体很少。聚丙烯腈氧化纤维耐酸碱腐蚀、几乎耐全部溶剂。因此，其在高温防护用品、消防设施、建筑墙体、交通运输工具等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

聚丙烯腈氧化纤维的制备方法主要有两种，即液相氧化法和气相氧化法。液相氧化法是在高温强氧化性溶液(如高锰酸钾、重铬酸钾、硝基苯等)中对聚丙烯腈纤维进行氧化处理。如中国专利CN200910051087.4公开了一种使用芳香族胺化合物A及芳香族酚类化合物B的复合溶液在150～280℃下对聚丙烯腈纤维毡进行液相氧化处理的方法。气相氧化法是在氧化性气氛中对聚丙烯腈纤维进行氧化处理，通常是以空气为介质，因此又称为空气氧化法。空气氧化法具有效率高、成本低、操作简单、氧化充分、产品阻燃性能优异等特点，成为目前的唯一实现工业化的方法。

聚丙烯腈氧化纤维通常以毡或者布的形式进行应用，其中以毡为主。聚丙烯腈氧化纤维毡或布的制造工艺可以分为两种：一种是先进行氧化处理，然后再织布或制毡；另一种是先织布或制毡，然后再进行氧化处理。第一种工艺是目前普遍采用的技术路线。其以聚丙烯腈长纤维为原料，经过连续氧化处理，制得聚丙烯腈氧化长纤维，然后将其卷曲、切断，得到聚丙烯腈氧化短纤维，最后通过梳理成网和针刺制成毡或者通过纺纱和编织制成布，得到聚丙烯腈氧化纤维毡或布产品，如中国专利CN201110174327.7。

第一种工艺的氧化处理较为简单、容易操作，但是由于聚丙烯腈氧化短纤维的纺织加工性很差，导致后续制毡、纺纱、织布非常困难、损耗较大、成品率较低。为此，通常将聚丙烯腈氧化短纤维与其他有机纤维混纺，以改善其加工性、实现顺利制毡或纺纱织布。如中国专利CN201510406282.X公开了一种由聚丙烯腈氧化短纤维和芳纶短纤维混纺制备防火纱线的方法。再如中国专利 CN201510716567.3公开了一种由聚丙烯腈氧化短纤维和聚亚胺酮聚合物纤维、玄武岩纤维以及聚苯并咪唑纤维混纺编织的方法。但是，将聚丙烯腈氧化短纤维与其它短纤维混纺不但加工仍旧困难，而且还会降低最终产品的阻燃性能。

第二种工艺以聚丙烯腈短纤维为原料，首先通过梳理成网和针刺制成毡或者通过纺纱和编织制成布，然后再进行氧化处理，制得聚丙烯腈氧化纤维毡或布产品。如中国专利CN96112582.9公开了一种聚丙烯腈纤维纱线或布的氧化处理方法。这种工艺回避了聚丙烯腈氧化短纤维纺织加工性差的问题，有利于提高成品率、降低生产成本。但是，该工艺给氧化处理带来了不小的困难。由于聚丙烯腈毡或布有一定的厚度和堆积密度，导致纤维难以充分氧化，产品阻燃性能较低。而且，聚丙烯腈毡或布会在氧化过程中发生大幅收缩，甚至粘结在一起，对最终产品质量产生不利影响。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种聚丙烯腈氧化纤维毡的制备方法，该方法首先通过梳理成网和针刺将聚丙烯腈短纤维制成毡，然后将其浸入聚硅氧烷和胍类化合物的水性乳液中进行化学改性处理，最后烘干、进行氧化处理，制得聚丙烯腈氧化纤维毡。该方法不但能够对氧化处理起到显著的促进作用，提高生产效率；而且还能在一定程度上抑制毡在氧化过程中收缩和避免发生粘结，提高产品质量。