[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯腈纤维的制备方法

说明书

本发明提供了一种无卤阻燃聚丙烯腈纤维的制备方法。该方法主要包括：将无卤含磷氮阻燃剂加热融化，然后与聚丙烯腈纺丝原液搅拌共混，经湿法纺丝后，再经交联水解，制得。本发明的制备方法使得无卤有机磷氮类阻燃剂能很好地均匀稳定地分散于纺丝原液中，从而在纺丝时有效避免了堵孔现象的产生，极大地延长了纺丝更换喷头的周期。同时，在阻燃腈纶纤维纺丝过程热牵伸工序后进一步对纤维表面进行先交联后碱水解的化学改性，制得的腈纶纤维的阻燃性LOI≥26％，并且改善了腈纶纤维的吸湿性。

技术领域

本发明涉及腈纶制造技术领域，具体涉及一种以硫氰酸钠水溶液为纺丝溶剂采用湿法纺丝工艺制备无卤阻燃聚丙烯腈纤维的方法。

背景技术

由化纤纺织制品燃烧而引起的火灾已成为当今社会的重大灾害之一，因此研发阻燃纺织品已成为摆在人们面前的迫切要求，越来越受到人们的关注。

聚丙烯腈纤维虽然具有诸多优点，且其用途广泛，是我国及其他许多国家仍在广泛使用的合纤品种，但是聚丙烯腈纤维属易燃性纤维，极限氧指数(LOI)仅为18％，其燃烧时会放出毒性较大的氰化物等物质。因此研究开发阻燃聚丙烯腈聚合物及其纤维就显得尤为重要。至今，国内外产业化的纺织用阻燃腈纶产品主要是共聚阻燃方法制造的腈氯纶类，它是用含卤单体与丙烯腈共聚或在共聚体系中加入锑类化合物作为协效剂而得到阻燃聚丙烯腈聚合物，而后经纺丝制得阻燃腈纶，该种阻燃腈纶中共聚阻燃单体卤乙烯的含量高达40％或更高，该类阻燃纤维虽然有较好的阻燃效果，但是却存在着阻燃纤维燃烧时发烟量大以及由于卤素成分的存在而在燃烧过程中会释放出有毒的卤化氢气体及腐蚀性的卤化物等，造成环境污染。随着各国环保法规的不断升级，含卤阻燃剂在腈纶上的应用受到了一定的限制，从而促进了无卤阻燃聚丙烯腈聚合物或阻燃腈纶的研究。采用共混阻燃方法，在纺丝原液中直接添加无卤阻燃剂纺制阻燃腈纶纤维的有关报道和文献不多见，尤其是对于以NaSCN水溶液为溶剂的纺丝路线，由于难以选择出合适的共混阻燃剂，更未见工业化的报道。共混法制备阻燃腈纶的阻燃效果或某些物理机械性能虽然次于共聚法，但因无需改动原有腈纶的生产路线和设备，工艺过程简单，适用面广，生产灵活，有利于多品种改性产品的生产，所以是一种较有前景的阻燃纤维制备方法。

共混阻燃腈纶纤维不象共聚阻燃腈纶纤维用提高共聚阻燃单体组份的含量来改善阻燃效果，而对于共混阻燃腈纶，其阻燃剂含量就不能太高，否则会严重影响纤维的成型及性能。因此必须选用高效的阻燃剂或阻燃协同助剂，以降低阻燃剂用量。当前制备共混无卤阻燃腈纶选用的阻燃剂大多数是固态粉体。

纵观现有的产业化纺织用阻燃腈纶，其制备均是用含卤单体与丙烯腈共聚或在共聚体系中加入锑类化合物作为协同剂而得到阻燃聚丙烯腈聚合物，而后经过纺丝制备阻燃腈纶，该类阻燃纤维虽然有较好的阻燃效果，但是却存在着阻燃纤维燃烧时发烟量大以及由于卤素成分的存在而在燃烧过程中会释放出有毒的卤化氢气体等环境污染问题。随着环保法规制定的升级，含卤阻燃剂在腈纶上的应用受到了一定的限制，从而促进了无卤阻燃聚丙烯腈聚合物或阻燃腈纶的研究。

发明内容

本发明在于提供一种无卤阻燃聚丙烯腈纤维的制备方法。本发明的制备方法使得无卤有机磷氮类阻燃剂能很好地均匀稳定地分散于纺丝原液中，从而在纺丝时有效避免了堵孔现象的产生，极大地延长了纺丝更换喷头的周期。同时，在阻燃腈纶纤维纺丝过程热牵伸工序后进一步对纤维表面进行先交联后碱水解的化学改性，制得的腈纶纤维的阻燃性LOI≥26％，并且改善了腈纶纤维的吸湿性。

本发明的技术方案具体如下：

本发明提供了一种无卤阻燃聚丙烯腈纤维的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将无卤含磷氮阻燃剂加热融化，温度升至40℃以上，连续搅拌30分钟以上，直至完全融化至透明呈浅黄色液体，备用；

步骤2：在搅拌状态下，将步骤(1)融化后所得的液态无卤含磷氮阻燃剂与聚丙烯腈纺丝原液按重量比20-40:60-80混合均匀，搅拌转速800-1500r/min，搅拌时间30-50分钟，得共混阻燃纺丝原液；