[发明专利]一种对位芳纶纤维及其制备方法和在制备熔融金属飞溅防护服装方面的应用

说明书

本发明公开了一种对位芳纶纤维及其制备方法和在制备熔融金属飞溅防护服装方面的应用，属于芳纶纤维及其制备方法领域。采用高压传递和挤压、细孔喷丝板、低温凝固浴工艺制备适用于工业化生产的熔融金属飞溅防护的对位芳纶短纤维。10MP以上的高压输送和挤压改善了纤维的致密性，高压、0.060mm以下的喷丝孔增加了表面致密和表面光滑性，更细的单丝纤度减少了硫酸挥发产生的气孔，使纤维表面更加完美，使其具有更好的熔融金属飞溅物的防吸附性。基于此制成的熔融金属飞溅防护织物具有良好的耐高温性、表面致密性、阻燃性，能使熔融金属从表面快速滑脱且不燃烧，减少人员伤亡。

技术领域

本发明属于芳纶纤维及其制备方法领域，涉及一种对位芳纶纤维及其制备方法和在制备熔融金属飞溅防护服装方面的应用。

背景技术

冶炼加工生产的工艺比较复杂，在整个生产过程中存在许多危险源，包括烟尘、噪声、高温辐射、金属溶液和熔渣的喷溅、高炉煤气、高炉煤气燃烧爆炸、煤粉爆炸等。根据历年事故数据统计，其中灼烫事故最多，具体表现为高温金属液体倾翻坠落、高温金属液体辐射热、熔融金属喷溅与泄露等对人体的烧伤；传统个体防护用品多采用羊毛、阻燃黏胶、锦纶等材料混纺加工成面料再制成防护服装。由于羊毛、阻燃黏胶等材料强力低，导致面料易磨损、耐撕裂性能差，加之锦纶材料不阻燃，只能通过加大羊毛与阻燃黏胶的比例和增加面料的单位面积质量来提高其阻燃隔热性能，但该方法使得服装较为厚重、穿着不舒适，且服装的阴燃时间较长，不能防止熔融金属飞溅对人体造成的烧伤。

熔融金属飞溅防护织物要求符合EN ISO 9185-2008的铝水喷溅测试，防护飞溅铝水的质量≥100g；采用EN ISO 15025-2016A1+A2的阻燃测试，EN ISO11612-2015的判断基准如表1所示。

表1.EN ISO 11612-2015的判断基准

专利申请号为CN201110133797.9的专利公开了一种聚对苯二甲酰对苯二胺纤维及其制备方法，是一种中模量的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，它是以采用低温溶液缩聚方法获得的对数粘度5.5～8.0dL/g的聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物为原料，在干喷湿纺工艺的洗涤、中和及干燥工序前，通过对尚未干燥的湿纱进行拉伸制备而成，该聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的模量为550～800g/D，对数粘度为5.0～7.5dL/g采用此发明方法获得的纤维产品，由于气孔原因，表面致密程度不够、光滑度较差，未能满足商家对熔融金属飞溅材料的需求。

综上所述，对位芳纶具有单丝强力高、阻燃性好、热稳定性优良等特性，同时，还具有适当的韧性，可供纺织加工，因此，对位芳纶可与羊毛、阻燃黏胶等混纺加工制成面料，该面料能够用于熔融金属飞溅的防护，可以提高面料的强力、耐磨性，并减轻服装重量，但由于对位芳纶纤维在传统成型过程中难以保证其表面结构致密、光滑，在遇到高温金属液体时易发生黏连现象，因此，亟需开发一种新的制备方法制备对位芳纶纤维，并将其用于制备防止熔融金属飞溅的服装。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，对位芳纶纤维光滑度较差导致其在遇到高温金属液体时易发生黏连现象的缺点，提供一种对位芳纶纤维及其制备方法和在制备熔融金属飞溅防护服装方面的应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种对位芳纶纤维的制备方法，包括下列步骤：

步骤一，以浓硫酸为溶剂，将聚对苯二甲酰对苯二胺原料配制成质量百分数为19％～20％的聚合物混合溶液；

步骤二，将聚合物混和溶液和浓硫酸按照比例1:4～1:4.5混合，静置溶解不小于3小时，再在真空条件下静置3～4h进行脱泡，得到纺丝溶液；

步骤三，纺丝溶液在10MP以上的压强下进行挤压推送，过滤之后经过孔径0.050～0.070mm的喷丝板，喷出的丝再经过干喷湿纺工艺，得到对位芳纶纤维。