[发明专利]一种共聚阻燃腈纶纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种共聚阻燃腈纶纤维,成分和制备制备。除了第一单体丙烯腈(AN)、第二单体丙烯酸甲酯(MA)、第三单体异丙醇，还有第四个共聚单体：一个基于离子液体结构的共聚单体，该单体同时引入阻燃成分。本发明中得到的腈纶纤维的可染色性能提高，腈纶纤维的抗静电特性提高。本发明中的离子液体阻燃剂不会挥发，具有较好的水溶性。离子液体的结构的“可设计性”，可为腈纶纤维共混法的工艺提供最佳的相容性的阻燃剂设计。极佳的相容性和超优的阻燃性都是传统阻燃剂没法达到的。

技术领域

本发明属于功能材料领域,具体涉及一种共聚阻燃腈纶纤维及其制备方法。

背景技术

腈纶(PAN fiber)，学名又称聚丙烯腈纤维，在我国还称为“人造羊毛”， 在国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。

所述的聚丙烯腈纤维具有蓬松度高，手感舒适，保温性好，易于染色等优 点，在衣着、日用装饰品及工业应用等方面用途广泛。但其最大缺点是易于燃 烧，且燃烧时产生毒性较大的氰化氢等，因此在许多要求阻燃的场合其应用受 到限制。

世界各国生产的聚丙烯腈纤维大多由三元共聚物制得,丙烯腈占90％～94％, 第二单体加入量为5％～8％,第三单体为013％～210％。

加入第二单体的目的是为了提高纤维的机械强度、弹性和手感,在一定程度 上也可以改善染色性能。

常用的第二单体有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和丙烯酰胺等。

加入第三单体的目的是引入一定数量的亲染料基团,增加纤维对染料的亲 和力,可制得色谱齐全、颜色鲜艳、染色牢度好的纤维。

第三单体分两大类：

一类是对阳离子染料有亲和力,含有羧基或磺酸基团的单体,如丙烯磺酸 钠、甲基丙烯磺酸钠、甲基丁二酸(又名衣康酸)、对-乙烯基苯磺酸钠等。

另一类对酸性染料有亲和力,含有胺基、酰胺基、啶等的单体,如乙烯吡啶, 含有碱性染色基团的α2甲基乙烯吡啶等。

腈纶的主要生产工艺流程如下：

聚合→纺丝→预热→蒸汽牵伸→水洗→烘干→热定形→卷曲→切断→打 包。

共聚法是将丙烯腈单体与氯乙烯、偏二氯乙烯等阻燃性单体共聚制备含有 卤、磷等阻燃元素的阻燃共聚体而后纺丝成形，这是目前大多数阻燃腈纶产品 采用的阻燃方法，其典型代表是腈氯纶。

共聚体制备一般采用水相聚合，但卤化乙烯等许多阻燃性单体水溶性低、 挥发性高，使聚合反应性和聚合率偏低，同时也给生产操作带来一定难度。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种共聚阻燃腈纶纤 维及其制备方法。本发明中得到的腈纶纤维的可染色性能提高，腈纶纤维的抗 静电特性提高。本发明中的离子液体阻燃剂不会挥发，具有较好的水溶性。离 子液体的结构的“可设计性”，可为腈纶纤维共混法的工艺提供最佳的相容性的 阻燃剂设计。极佳的相容性和超优的阻燃性都是传统阻燃剂没法达到的。

技术方案：一种共聚阻燃腈纶纤维，所述共聚阻燃腈纶纤维为在第一单体 丙烯腈(AN)、第二单体丙烯酸甲酯(MA)、第三单体异丙醇(IPA)之外，引 入一个第四共聚单体组成，所述的第四共聚单体为：一个基于离子液体结构的 共聚单体，该单体同时引入阻燃成分。

进一步的，所述的离子液体单体的结构分子式如下：A+B-；阳离子的结构 可为下列结构中的一种：

其中，R0-5至少有一个从下列基团中选取：