[发明专利]阻燃再生纤维素纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃再生纤维素纤维，所述阻燃再生纤维素纤维通过包含纤维素、矿物阻燃剂和离子液体的纺丝液制备得到；其中，所述的矿物阻燃剂选自镁系阻燃矿物、层状双金属氢氧化物、云母型层状矿物中的一种或多种。该阻燃再生纤维素纤维能够形成长丝。

技术领域

本发明涉及一种阻燃再生纤维素纤维及其制备方法。

背景技术

以天然纤维素为原料，不改变它的基本化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，制造出来性能更好的再生纤维素纤维。再生纤维素纤维的吸湿性与透气性比棉纤维好，同时还具有蚕丝的部分优点，穿着更加舒适，手感柔软；而且再生纤维素纤维可以自然降解，是一种性能优良的环保型纤维。在石油资源日益枯竭的今天，合成纤维的使用会受到越来越多的限制，再生纤维素纤维由于其优良的性能引起了业内人士的关注。然而，再生纤维素纤维的阻燃性能比较差。

CN107675278A公开了一种提高阻燃剂有效含量的再生纤维素长丝的制备方法，包括：将棉浆溶于含有氢氧化钠、氧化锌、尿素的水溶液中，冷冻，然后解冻，得到纤维素溶液；将纤维素溶液作为连续相，以纤维素质量比50％的有机磷阻燃剂和纳米氧化硅、甲苯二异氰酸作为分散相，形成乳液；以乙二胺作为引发剂，诱发上述体系预聚物在乳液液滴油水面处形成聚合物；将上述体系经过喷丝板，使纤维固化，得到一种阻燃的纤维素纤维。该阻燃纤维素纤维中使用大量的有机磷阻燃剂，不但会影响纤维素纤维的穿着舒适性、手感，而且在燃烧时会产生大量的有毒物质。

CN107142779A公开了一种基于纳米纤维素晶须和微胶囊的阻燃纸的制备方法：将纤维素分散于浓硫酸溶液中，加热水解，充分水洗离心至中性，得到纳米纤维素晶须；将海泡石经酸处理活化，浸渍于三氧化二梯溶液中，搅拌均匀后，加入硅藻土，加热搅拌，去除溶剂，烘干固化后粉碎，得到阻燃微胶囊；将纳米纤维素晶须和阻燃微胶囊充分混合，再加入到针叶木浆和阔叶木浆1:1混合而成纸浆中搅拌，最后加入镁铝水滑石，得到阻燃纸浆；将阻燃纸浆在纸页成型器上抄制成纸页，压榨烘干得到基于纳米纤维素晶须和微胶囊的阻燃纸。上述方法获得的阻燃纸中，纳米纤维素晶须与阻燃材料结合不牢固，且无法获得再生纤维素纤维。

CN105754146A公开了一种纳米纤维素/二维材料复合阻燃材料的制备方法，采用纳米纤维素在低功率超声条件下剥离二维材料，获得充分分散、均匀稳定的纳米纤维素/二维材料分散液，经干燥得到纳米纤维素/二维材料复合阻燃材料。上述复合阻燃材料的纳米纤维素与二维材料结合不牢固，且无法获得再生纤维素纤维。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供了一种阻燃再生纤维素纤维，其可以采用离子液体为溶剂形成长丝。进一步地，本发明的阻燃再生纤维素纤维中矿物阻燃剂牢固地分布在再生纤维素纤维的基体中。本发明的另一个目的在于提供了上述阻燃再生纤维素纤维的制备方法，适于工业化生产。采用如下技术方案实现上述目的。

一方面，本发明提供一种阻燃再生纤维素纤维，所述阻燃再生纤维素纤维通过包含纤维素、矿物阻燃剂和离子液体的纺丝液制备得到；其中，所述的矿物阻燃剂选自镁系阻燃矿物、层状双金属氢氧化物、云母型层状矿物中的一种或多种。

根据本发明的阻燃再生纤维素纤维，优选地，所述的镁系阻燃矿物选自水菱镁石或斜方云石中的一种或多种；所述的层状双金属氢氧化物为镁铝碳酸根型层状双金属氢氧化物；所述的云母型层状矿物选自白云母、黑云母、金云母中的一种或多种。

根据本发明的阻燃再生纤维素纤维，优选地，所述的矿物阻燃剂为重量比为5～15:1～5的水菱镁石和斜方云石的混合物。

根据本发明的阻燃再生纤维素纤维，优选地，所述纤维素的聚合度为400～3000；所述离子液体选自咪唑醋酸盐、卤铝酸盐、四氟硼酸盐、氯化咪唑中的一种或多种；且离子液体的含水量小于20wt％。

根据本发明的阻燃再生纤维素纤维，优选地，矿物阻燃剂为纤维素重量的0.1～5wt％，纤维素为纺丝液重量的7～30wt％。