一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，属于阻燃纺织品【技术领域】。该方法首先将马来酸酐接枝到纤维素纤维大分子链上，然后将马来酸酐接枝的纤维素纤维用金属离子化合物进行改性，引入的羧基可与多种金属离子进行接枝改性，最后，按照常规处理方法制备得到阻燃纤维素纤维。本发明制备得到的阻燃纤维素纤维具有本质阻燃性，所需添加的阻燃剂，即所接枝的金属离子在较少的添加量，就能够得到理想的阻燃效果，阻燃纤维素纤维具有本质阻燃性，避免了传统的磷、氮及卤素类阻燃剂的使用，在使用过程中不释放有毒气体，减少在生产过程、应用过程及废弃后可能带来的环境污染问题。
【专利说明】一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于阻燃纺织品【技术领域】，具体涉及一种金属离子(碱金属、碱土金属、过渡金属)接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法。
【背景技术】
[0002]火灾安全在现代生活中越来越重要，而广泛使用于现代生活中的可燃高分子材料已成为引发火灾，特别是城市火灾中建筑火灾的主要着火材料之一。这些材料在火灾中的危险性日益受到人们的关心和重视。近些年来，世界上由于纺织品引起的火灾不断增加。对由火灾引起的死亡事故进行调查的结果表明，由室内装饰品及纺织品引起的火灾占第一位，同时，研究发现，可燃性纺织品燃烧时释放的有害气体对人体的危害程度大大超过阻燃性纺织品。因此为防止火灾，生产阻燃纤维已愈来愈受到人们的重视。
[0003]在阻燃高分子材料的开发进程中，国际上经历了最初使用无机盐及金属氧化物作为材料表面处理阻燃剂，采用有机卤素类阻燃剂、使用磷系有机无机阻燃剂、有机高分子阻燃剂的阶段。对于卤素、氮、磷类阻燃剂，卤素在使用过程中会产生有毒气体，会对人体造成二次伤害，并且污染环境；而氮、磷阻燃剂虽然为非卤素阻燃剂，但在生产过程中、遇火燃烧和废弃后也存在环境污染的问题。因此，研究探索绿色阻燃技术是阻燃材料的发展趋势，也是阻燃纤维素纤维技术的发展趋势。
[0004]纤维素是世界上最大的可再生资源，日益受到社会的重视，纤维素纤维是最早成为纺织纤维的化学纤维，以自然界可不断再生的天然纤维为原料而制得。纤维素纤维在人造纤维中历史悠久，用途广泛，由于它的原料来源广，可完全生物降解，有优异的吸湿性、透气性、衣着舒适、良好的染色性和生态相关性，从而在人造纤维的生产和应用中占有稳定的地位；对纤维素的改性被认为是对纤维素资源进一步开发利用的前奏，接枝共聚是纤维素改性的一种重要方式。纤维素纤维的阻燃改性，目前已有相关专利技术公开，如CN103696030A、CN103696029A和CN103668521A分别公开了一种非水溶性硅酸盐(硅酸锆、硅酸铝、硅酸镁)阻燃粘胶纤维的制备方法，其通过将粒径〈5 μ m的微米级硅酸盐粉体加到适量去离子水中，处理制得硅酸盐分散液，将制得的硅酸盐分散液按粘胶纤维质量的5%-40%加入粘胶溶液中并充分搅拌，常规纺丝最终制得阻燃粘胶纤维产品。
[0005]目前PROBAN和PYR0VATEX是国际市场上最著名的阻燃棉织物商品。PROBAN工艺主要是采用四羟甲基氯化磷与酰胺的低分子预缩体处理棉织物，后经氨熏处理得到的。PYR0VATEX工艺则是采用Pyrovatex CP阻燃剂N-羟甲基-3-( 二甲氧基膦酰基)丙酰胺及其工艺技术对棉织物进行处理。这两种阻燃棉织物都具有阻燃效果好、阻燃耐久性强、耐洗涤等优点，但是也存在甲醛含量、织物手感及强力损失等缺点。如专利CN100494557C, CN102162188A等采用的都是含磷、氮的阻燃剂，此类阻燃技术虽然都是采用非卤素类阻燃剂，但是由于采用了磷系阻燃剂，在生产过程、遇火燃烧及废弃后也存在环境污染问题。因此开发环境友好的阻燃剂和阻燃技术也是阻燃领域发展的方向。近年来也出现了些新型的硅系、硼系阻燃剂，如CN101413214A就是在磷/氮阻燃剂中引入了娃，其中硅起到了阻燃协效的作用。
[0006]上述再生纤维素纤维及其织物阻燃改性采用的阻燃剂基本上都是含有磷、氮、卤素等元素的化合物，由于采用了磷系阻燃剂，在生产过程、应用及废弃后也存在环境污染问题；二者的阻燃机理不同，造成阻燃剂添加量过多，过多的阻燃剂附着在纤维表面，最终影响产品的阻燃效果，而且浪费原料。
【发明内容】
[0007]基于上述现有技术中存在的技术问题，本发明摒弃传统的含卤素、磷、氮、硫等阻燃剂，提出了一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，该方法工艺简单、易操作，制备出的纤维素纤维在较少金属盐阻燃剂加入的情况下，就能够达到理想的耐热、阻燃效果，本发明制备得到的产品具有本质阻燃性。
[0008]其技术解决方案包括:
[0009]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，依次包括以下步骤:
[0010]a纤维素纤维的接枝反应，选取烘干后的纤维素纤维，并将其加入到由马来酸酐与N-N二甲基甲酰胺组成的混合溶液中，控制温度在90?110°C加热3h，得接枝后的纤维素纤维，其中，所述纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:3?6，所述马来酸酐与所述N-N 二甲基甲酰胺的质量比为5:6;
[0011]b将步骤a所得接枝后的纤维素纤维进行水洗、丙酮洗涤后，得改性纤维素纤维；
[0012]c将步骤b所得改性纤维素纤维放入一定摩尔量的金属离子的盐溶液中，控制温度在10°C?40°C磁力搅拌l_2h后取出，用去离子水洗涤至中性，干燥后得金属离子接枝的阻燃纤维素纤维；
[0013]d按常规阻燃纤维素纤维生产方法和常规后序处理工艺，最终制得金属离子接枝的具有本质阻燃性的阻燃纤维素纤维。
[0014]作为本发明的一个优选方案，步骤a中，所述纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5 ;所述纤维素纤维为麻纤维、莱赛尔纤维、竹纤维、粘胶纤维或铜氨纤维；本发明原料选择性广，与上述纤维相近及其相关的纤维都可选用，通过控制纤维素纤维与马来酸酐的质量比，从而控制马来酸酐在纤维素链上的接枝度，有利于最终产品的物理性能指标一定程度的改善和提高。
[0015]作为本发明的另一个优选方案，步骤c中，所述金属离子为钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铝离子、锌离子、铁离子、钡离子、钴离子和铜离子；上述诸多金属离子作为阻燃添加剂，避免了传统的磷、氮及卤素类阻燃剂的使用，由金属离子接枝改性制备得到的阻燃纤维素纤维，在使用过程中不释放有毒气体，减少了在生产过程、应用过程及废弃后带来的环境污染问题。
[0016]本发明提出了一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，在原料的选取上，其将纤维素进行改性后利用，对纤维素的改性被认为是对纤维素资源进一步开发利用的前奏；在制备方法上，本发明将马来酸酐接枝到纤维素纤维大分子链上，其中，对接枝温度进行了控制；然后将马来酸酐接枝的纤维素纤维用金属离子化合物进行改性，引入的羧基可与多种金属离子进行接枝改性，所用的化合物可以为碱金属、碱土金属、过渡金属的弱碱性氢氧化物和弱酸盐，包括钠、钾、钙、镁、铝、锌、钡、铁、钴、铜；最后，按照常规处理方法制备得到阻燃纤维素纤维。
[0017]上述制备方法带来的直接有益技术效果:
[0018]将马来酸酐成功接枝到纤维素纤维大分子链量，从分子角度来讲，主要是与纤维素分子C6位伯羟基反应生成酯，从而在纤维素分子链上引入羧基，为金属离子的接枝提供了必要条件；
[0019]本发明制备得到的阻燃纤维素纤维具有本质阻燃性，所需添加的阻燃剂，即所接枝的金属离子在较少的添加量，就能够得到理想的阻燃效果。产品具有本质阻燃性，避免了传统的磷、氮及卤素类阻燃剂的使用，在使用过程中不释放有毒气体，减少在生产过程、应用过程及废弃后可能带来的环境污染问题；
[0020]通过控制接枝反应物的添加量，从而控制马来酸酐在纤维素链上的接枝度，有利于最终产品的物理性能指标一定程度的改善和提高；
[0021]通过控制接枝反应温度，在控制马来酸酐在纤维素链上的接枝度的同时，减少了副反应的发生，保证了纤维的结晶结构不被破坏，有利于减少最终产品的物理机械性能的损失，亲水性、柔顺性等使用性能一定程度的改善和提高。
[0022]为更好地理解本发明，现结合阻燃机理作进一步的说明。采用本发明的方法生产出的阻燃纤维素纤维产品，其阻燃机理是，利用稳定存在于纤维纤维素大分链上的金属离子在受热状态下促进并改变纤维素分子的热裂解历程，减少了可燃物的生成，催化纤维素分子热解成更多的炭和不燃物，实现理想的阻燃效果。
[0023]CN103074759A采用了金属离子阻燃改性棉织物，先将棉织物在氢氧化钠的乙醇溶液中进行表面碱化，在碱化后的溶液中加入一氯乙酸进行醚化，钠离子就接枝到了棉大分子链上，再经过洗涤、真空干燥得到钠离子阻燃棉织物产品。制得的钠离子阻燃棉织物在乙醇溶液中与其他金属离子进行离子交换即可得到其他的金属离子(钠、钾、钙、镁、铝、锌、钡、铁、钴、铜等)阻燃棉织物产品。
[0024]本发明阻燃纤维素纤维产品是纤维素纤维通过一步法获得马来酸接枝纤维素纤维，实现纤维素纤维的功能化，再与金属离子接枝得到金属离子接枝改性的阻燃纤维素纤维产品。相对于CN103074759A发明专利的阻燃技术通过棉织物表面碱化，醚化，通过离子交换的方式得到不同金属离子阻燃棉织物产品，本发明具有制备工艺相对简单，产品制备更加高效，产品种类选择更加容易操作和控制。本发明阻燃纤维素纤维产品中起到主要阻燃作用的是金属离子，金属离子对纤维素具有高效的阻燃效果，相对于CN103074759A发明专利的阻燃技术，引入了更多的羧基，在燃烧过程中在金属离子的作用下羧基更容易脱落生成二氧化碳，一氧化碳等小分子不可燃气体，隔绝了氧气的进入，具有更加高效的阻燃效果。相对于CN100494557C、CN102162188A发明专利的阻燃技术主要利用磷、氮阻燃剂，二者虽然都是采用非卤素类阻燃剂，但是由于采用了磷系阻燃剂，在生产过程、应用及废弃后也存在环境污染问题，因此，二者的阻燃机理完全不同，且阻燃效果相差显著。
[0025]综上所述，本发明方法工艺简单，易操作、易控制，且阻燃纤维素纤维的制造成本相对低廉；采用该方法制得的阻燃纤维素纤维能够达到较好的耐热、阻燃效果。
【具体实施方式】
[0026]本发明提出了一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。
[0027]本发明所选取的原料，均可通过商业渠道购买获得，金属离子下述主要以Ca2+、Zn2+、Mg2+为例进行说明。
[0028]实施例1:
[0029]纤维素纤维与马来酸酐的质量比选定为1:3 ;马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比选定为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为90°C ；
[0030]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0031]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，90°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.08 ；
[0032]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0033]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维，测得极限氧指数为21。
[0034]实施例2:
[0035]纤维素纤维与马来酸酐的质量比选定为1:3 ;马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0036]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0037]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.1;
[0038]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0039]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为24。
[0040]实施例3:
[0041]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:3 ;
[0042]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为IlO0C ；
[0043]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0044]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，110°C加热4小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.1;
[0045]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0046]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维，测得极限氧指数为24。
[0047]实施例4:
[0048]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5;
[0049]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为90°C ；
[0050]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0051]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，90°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.1 ；
[0052]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0053]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维，测得极限氧指数为21。
[0054]实施例5:
[0055]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5;
[0056]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0057]—种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0058]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.12 ；
[0059]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0060]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维，测得极限氧指数为27。
[0061]实施例6:
[0062]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5;
[0063]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为IlO0C ；
[0064]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0065]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，110°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.14 ；
[0066]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0067]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为27。
[0068]实施例7:
[0069]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:6 ;
[0070]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为90°C ；
[0071]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0072]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，90°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.1 ；
[0073]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0074]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为22。
[0075]实施例8:
[0076]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:6 ;
[0077]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0078]—种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0079]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.13 ；
[0080]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0081]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为27。
[0082]实施例9:
[0083]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:6 ;
[0084]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为IlO0C ；
[0085]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0086]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，110°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.15;
[0087]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0088]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的CaCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为28。
[0089]实施例10:
[0090]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5;
[0091]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0092]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0093]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.12 ；
[0094]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0095]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的K2CO3乙醇溶液中，10_40°C搅拌l_2h，无水乙醇洗涤干燥得到金属钾离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为33。
[0096]实施例11:
[0097]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5;
[0098]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0099]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0100]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.12 ；
[0101]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0102]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的Mg (OH) 2的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维。测得极限氧指数为28。
[0103]实施例12:
[0104]纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5 ;
[0105]马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺的质量配比为5:6，接枝反应时间为3小时，反应温度为100°C ；
[0106]一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，包括以下步骤:
[0107]步骤1、将50°C烘干2-3小时的16.2g纤维素纤维加入设定好质量配比的马来酸酐与N-N 二甲基甲酰胺混合溶液中，100°C加热3小时，得到成功接枝马来酸的改性纤维素纤维，测得接枝度为0.12 ；
[0108]步骤2、用去离子水洗涤改性纤维素纤维三次，去除没有反应的马来酸酐，50°C干燥后，再用丙酮洗涤一次，去除难清洗的马来酸酐，50°C干燥得到纯净接枝马来酸酐的纤维素纤维；
[0109]步骤3、将改性纤维放入含有5-10g/L的ZnCO3的IL溶液中，10_40°C搅拌l_2h，去离子水洗涤干燥得到金属钙离子接枝的改性纤维素纤维，测得极限氧指数为29。
[0110]其它未列举的金属离子，在本发明的引导下可显而易见的得出，此处不再做详细说明。
【权利要求】
1.一种金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，其特征在于，依次包括以下步骤: a纤维素纤维的接枝反应，选取烘干后的纤维素纤维，并将其加入到由马来酸酐与N-N二甲基甲酰胺组成的混合溶液中，控制温度在90?110°C加热3h，得接枝后的纤维素纤维，其中，所述纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:3?6，所述马来酸酐与所述N-N 二甲基甲酰胺的质量比为5:6 ; b将步骤a所得接枝后的纤维素纤维进行水洗、丙酮洗涤后，得改性纤维素纤维；c将步骤b所得改性纤维素纤维放入一定摩尔量的金属离子的盐溶液中，控制温度在10°C?40°C磁力搅拌l_2h后取出，用去离子水洗涤至中性，干燥后得金属离子接枝的阻燃纤维素纤维； d按常规阻燃纤维素纤维生产方法和常规后序处理工艺，最终制得金属离子接枝的具有本质阻燃性的阻燃纤维素纤维。
2.根据权利要求1所述的金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，其特征在于:步骤a中，所述纤维素纤维与马来酸酐的质量比为1:5 ;所述纤维素纤维为麻纤维、莱赛尔纤维、竹纤维、粘胶纤维或铜氨纤维。
3.根据权利要求1所述的金属离子接枝改性制备阻燃纤维素纤维的方法，其特征在于:步骤c中，所述金属离子为钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铝离子、锌离子、铁离子、钡离子、钴离子和铜离子。
【文档编号】D06M13/203GK104404760SQ201410632921
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】夏延致, 纪全, 宗鲁, 马晓梅, 云维采 申请人:青岛大学