[发明专利]用于内在阻燃聚合物纱线的阻燃整理剂及其制备方法

说明书

背景技术

技术领域。本发明涉及设有整理油剂的纱线；具体地由设有阻燃整理油剂的内在阻燃聚合物制成的纱线。

相关领域的描述。授予Chitrangad等人的美国专利5,266,076描述了包含极性氮基团的某些氟化化合物用作纤维整理剂。

由内在阻燃聚合物制成的合成纤维纱线已用于阻燃服装中；此类纱线一般在制造期间设有纺丝油剂以允许通过纺织设备更好地加工。此类整理剂一般为烃类；即，它们包含氢并且如果暴露于火焰下则可能燃烧。因此，在一些高温应用中，高度期望设有整理油剂的纤维，所述整理油剂具有增加的阻燃性。

发明内容

本发明涉及一种合成纤维纱线，其包含多个内在阻燃聚合物纤维，所述内在阻燃聚合物具有全氟化烷基醚油的表面整理剂，其中所述全氟化烷基醚具有1000至4730的分子量；并且其中所述纱线在燃烧时具有6cm或更小的炭化长度。

本发明还涉及提供一种具有阻燃整理剂的合成纤维纱线的方法，其包括以下步骤：提供多个内在阻燃聚合物纤维的纱线；以及以所述具有整理剂的纱线的重量计，以0.5至2重量％的量将包含全氟化烷基醚油的整理剂施用到所述纱线的表面；其中所述全氟化烷基醚具有1000至4730的分子量和在20摄氏度下15×10⁶至522×10⁶m²/s(15至522厘沲)的粘度。

具体实施方式

本发明涉及一种合成纤维纱线，其包含多个内在阻燃聚合物纤维，所述内在阻燃聚合物具有全氟化烷基醚油的表面整理剂，其中所述全氟化烷基醚具有1000至4730的分子量；并且其中所述纱线在燃烧时具有6cm或更小的炭化长度。所谓炭化长度，如本文所述，是指在暴露于火焰4秒之后，能有效除去或不充分附接到纱线样品(即，易于通过指触除去)的纱线的长度。

所谓整理剂是指被施用到纱线以赋予某些期望的性能，一般来讲减小的摩擦性能，从而在与金属、纤维、和/或其它接触表面接触时，减少对纱线的损害的物质或物质的混合物。所谓表面整理剂是指已被施用到纱线的长丝表面并主要存在于长丝表面上的整理剂。长丝中的一些基本上涂覆有整理剂并具有在纱线表面上的整理剂薄膜。然而，并不是纱线中的所有长丝都需要完全涂覆有整理剂；仅足够的纱线长丝应具有整理剂，所述整理剂的量提供足够的期望的性能。

在一些实施例中，设有表面整理剂的纱线具有0.5或更小，优选地0.4或更小的纤维对金属的流体动力学摩擦系数。在一些实施例中，设有表面整理剂的纱线具有0.4或更小，优选地0.3或更小的纤维对纤维的边界摩擦系数。

所谓油是指全氟化烷基醚为液体，优选地在20摄氏度下具有15×10⁶至522×10⁶m²/s(15至522厘沲)的粘度。在一些实施例中，所述液体在20摄氏度下具有15×10⁶至200×10⁶m²/s(15-200厘沲)的粘度。这允许所述油容易地作为液体提供并施用到纱线表面。

在一些实施例中，所述全氟化烷基醚为六氟环氧丙烷的氟封端的均聚物。在一些实施例中，所述全氟化烷基醚具有以下化学结构：

或它们的混合物；其中F为氟，C为碳，O为氧，并且n＝10至60。在一些实施例中，乙基(CF₂CF₃)与异丙基(CF(CF₃)₂)端基的比率的范围介于20∶11至50∶1之间。全氟化烷基醚可例如，如Moore(美国专利3,322,826)和Howell等人(美国专利6,753,301)所描述的获得。有用且优选的全氟化烷基醚油包括下列油：诸如GPL100、GPL101、GPL102、GPL103、GPL104和GPL105，其全部可从E.I.du Pont de Nemours&Company，Wilmington DE商购获得。这些优选的油的具体信息见于杜邦手册H-58510-2(07/08)“DuPont^TMPerformance Lubricants”中。关于润滑剂族的一般信息见于杜邦手册H-58505-3(04/10)“DuPont^TMPerformance Lubricants：Product Overview”中。