一种永久阻燃保暖碳化型絮片及其制备方法与流程

本发明涉及一种阻燃絮片及其制备方法，尤其涉及一种永久阻燃保暖碳化型絮片及其制备方法。
背景技术：
絮片是服装、寝具保暖的主要辅料，其结构蓬松、质地通常比较柔软，是纺织品中易燃烧的一种制品，也是最难赋予阻燃性能的产品。消防员灭火防护服是消防员战士灭火作业时穿着的阻燃工作服，其具有优异的阻燃耐高温防护性能。但在冬季或寒冷地带，消防员灭火防护服的保暖性能较差，不能起到御寒作用。所以在消防行业缺少一种既能保暖，又可以在特殊的工作环境下具有阻燃耐高温的、能保护人身安全的保暖御寒材料。中国专利cn104611840a公开了一种包含芳香族聚酰胺和聚芳砜的混合聚合物纤维耐高温阻燃隔热保暖絮片及其制备方法，其所采用的原料包含芳香族聚酰胺和聚芳砜的混合聚合物纤维、保暖效果的动物蛋白质纤维和阻燃合成纤维。这种絮片产品保暖性能好，有一定的耐高温性能，但仍然无法通过国内外消防行业标准的耐高温性能测试(260摄氏度高温下烘烤5分钟，表面收缩率≤5％，且表面无明显变化)。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有冬季消防员灭火防护服现状和国内外消防行业标准要求，提出一种永久阻燃保暖碳化型絮片及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的第一个方面是提供一种永久阻燃保暖碳化型絮片，所述絮片包括表层、中间层和里层，所述表里和里层由聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维组成；所述中间层由间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维组成；按质量百分比计，各原料配比为：10％-55％聚酰亚胺纤维、10％-55％间位芳纶纤维、10％-30％低熔点粘结纤维、2％-5％抗静电纤维和/或抑菌纤维。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，按质量百分比计，所述絮片中各原料配比为：20％-40％聚酰亚胺纤维、30％-45％间位芳纶纤维、20％-30％低熔点粘结纤维、2％-5％抗静电纤维和/或抑菌纤维。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述中间层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的30-45％，提高了中间层的牢固度和耐洗性能；所述表层和里层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的55-70％，表层和里层中主要组分为聚酰亚胺纤维，大量的聚酰亚胺纤维有效提高了絮片表层和里层的耐高温性能。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述表层中低熔点粘结纤维的用量与所述里层中低熔点粘结纤维的用量相同。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，按质量百分比计，所述絮片中含有25％-35％的聚酰亚胺纤维。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为2.2d-10d。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为3d-10d。更进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为5d-10d。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述间位芳纶纤维的纤度为1.4d-5d。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述间位芳纶纤维的纤度为1.5d-3d。更进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述间位芳纶纤维的纤度为2.2d。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，按质量百分比计，所述絮片中含有20％-30％低熔点粘结纤维。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，按质量百分比计，所述絮片中含有20％-25％低熔点粘结纤维。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述低熔点粘结纤维的纤度为2d-6d。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述低熔点粘结纤维的纤度为3d-5d。更进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述低熔点粘结纤维的纤度为4.4d。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述絮片平方米克重为100-300g/㎡。进一步优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述絮片平方米克重为120-180g/m2。进一步地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述絮片总厚度为0.5-4cm；优选地，所述絮片总厚度为1-3cm；更优选地，所述絮片总厚度为1.2-2.5cm。进一步地优选地，在所述永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述中间层厚度为0.8-2.2cm；所述表层和里层厚度均为0.2-1.0cm。本发明的第二个方面是提供一种如所述永久阻燃保暖碳化型絮片的制备方法，所述絮片的制备方法为：将聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行混合、开松，并采用独立梳理机进行梳理铺网作为表里层；将间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行混合、开松，并采用独立梳理机进行梳理铺网作为中间层。进一步地，在所述的永久阻燃保暖碳化型絮片的制备方法中，包括如下步骤：(1)预处理：缸内注入清水，加入30-50g/l三防处理剂，5-20g/l三防交联剂，加入醋酸将ph值调到5-6，然后将溶剂加热至55-70℃，分别将聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维放入调好溶剂内浸泡15-30分钟，然后将纤维烘干备用；(2)混合开松：设置有两台独立混合开松机械系统分别将聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维和间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行独立混合开松；(3)梳理铺网：絮片生产线按顺序设置有四台梳理机：1#、2#、3#、4#；每两台梳理机对应一台混合开松机械进行独立梳理铺网，具体铺网排列为：1#和4#梳理机对聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网，2#和3#梳理机对间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网；1#和4#梳理机分别形成絮片表层和里层的梳理铺网，2#和3#梳理机分别形成絮片中间层的梳理铺网。(4)粘结：铺好的纤网层呈立体网状交叉结构，以4-5m/分钟速度，进入烘箱，使用180±10℃的热风上下对吹加热烘焙，使低熔点粘结纤维均匀熔化，将其周围的纤维粘结；(5)烫光：烘箱出口设置有特氟龙热轧机，表面温度200℃以上，絮片在烘箱烘焙出来后，通过热轧机进行表面烫光处理，使其平整仿钻绒，烫光结束后用低温冷风上下对吹，使絮片迅速降温，快速定型，增加蓬松度及压缩回复率；(6)切边打卷包装：切除两侧不匀边，使成品絮片外观均匀平整，然后进行打卷、包装。本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本发明的永久阻燃保暖碳化型絮片，为聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维分别单独与低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维形成的层状结构，该层状结构的表里层主要包含聚酰亚胺纤维纤网层,提高了絮片的耐高温性能；该永久阻燃保暖碳化型絮片具有优异的阻燃耐高温性能保暖性能、耐洗涤和弹性，絮片在火焰中碳化、无融滴现象，满足了国内外消防行业标准关于面料的耐高温测试性能要求，适用于寒冷条件下的消防行业消防员灭火防护服的填充物使用。附图说明图1为本发明一种永久阻燃保暖碳化型絮片的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本发明提供一种永久阻燃保暖碳化型絮片，所述絮片包括表层1、中间层2和里层3，所述表里1和里层3由聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维组成；所述中间层2由间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维组成；按质量百分比计，各原料配比为：10％-55％聚酰亚胺纤维、10％-55％间位芳纶纤维、10％-30％低熔点粘结纤维、2％-5％抗静电纤维和/或抑菌纤维。下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。实施例1本实施例提供一种永久阻燃保暖碳化型絮片，所述絮片为聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维分别单独与低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维形成的分层叠加结构，所述絮片分层叠加结构的表里层均为聚酰亚胺纤维纤网层；按质量百分比计，各原料配比为：20％聚酰亚胺纤维、45％间位芳纶纤维、30％低熔点粘结纤维、5％抗静电纤维。所述中间层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的30％；所述表层和里层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的70％。在该永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为2.2d；所述间位芳纶纤维的纤度为1.5d；所述低熔点粘结纤维的纤度为3d，所述絮片平方米克重为150g/m2。该实施例的永久阻燃保暖碳化型絮片的制备方法中，包括如下步骤：(1)预处理：缸内注入清水，加入40g/l三防处理剂，15g/l三防交联剂，加入醋酸将ph值调到5-6，然后将溶剂加热至60℃，分别将聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维放入调好溶剂内浸泡20分钟，然后将纤维烘干备用；(2)混合开松：设置有两台独立混合开松机械系统分别将聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维和间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行独立混合开松；(3)梳理铺网：絮片生产线设置有四台梳理机，1#、2#、3#、4#；每两台梳理机对应一台混合开松机械进行独立梳理铺网，具体铺网排列为：1#和4#梳理机对聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网，2#和3#梳理机对间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网；1#和4#梳理机分别形成絮片表层和里层的梳理铺网，2#和3#梳理机分别形成絮片中间层的梳理铺网。；(4)粘结：铺好的纤网层呈立体网状交叉结构，以4m/分钟速度，进入烘箱，使用185℃的热风上下对吹加热烘焙，使低熔点粘结纤维均匀熔化，将其周围的纤维粘结；(5)烫光：烘箱出口设置有特氟龙热轧机，表面温度200℃以上，絮片在烘箱烘焙出来后，通过热轧机进行表面烫光处理，使其平整仿钻绒，烫光结束后用低温冷风上下对吹，使絮片迅速降温，快速定型，增加蓬松度及压缩回复率；(6)切边打卷包装：切除两侧不匀边，使成品絮片外观均匀平整，然后进行打卷、包装。实施例2本实施例提供一种永久阻燃保暖碳化型絮片，所述絮片为聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维分别单独与低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维形成的分层叠加结构，所述絮片分层叠加结构的表里层均为聚酰亚胺纤维纤网层；按质量百分比计，各原料配比为：35％聚酰亚胺纤维、31％间位芳纶纤维、30％低熔点粘结纤维、4％抑菌纤维。所述中间层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的45％；所述表层和里层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的65％。在该永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为10d；所述间位芳纶纤维的纤度为5d；所述低熔点粘结纤维的纤度为5d。所述絮片平方米克重为180g/m2。具体地，本实施例永久阻燃保暖碳化型絮片的制备方法中，包括如下步骤：(1)预处理：缸内注入清水，加入35g/l三防处理剂，16g/l三防交联剂，加入醋酸将ph值调到5-6，然后将溶剂加热至65℃，分别将聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维放入调好溶剂内浸泡30分钟，然后将纤维烘干备用；(2)混合开松：设置有两台独立混合开松机械系统分别将聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维和间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行独立混合开松；(3)梳理铺网：絮片生产线设置有四台梳理机1#、2#、3#、4#；每两台梳理机对应一台混合开松机械进行独立梳理铺网，具体铺网排列为：1#和4#梳理机对聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网，2#和3#梳理机对间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网；1#和4#梳理机分别形成絮片表层和里层的梳理铺网，2#和3#梳理机分别形成絮片中间层的梳理铺网。；(4)粘结：铺好的纤网层呈立体网状交叉结构，以5m/分钟速度，进入烘箱，使用180℃的热风上下对吹加热烘焙，使低熔点粘结纤维均匀熔化，将其周围的纤维粘结；(5)烫光：烘箱出口设置有特氟龙热轧机，表面温度200℃以上，絮片在烘箱烘焙出来后，通过热轧机进行表面烫光处理，使其平整仿钻绒，烫光结束后用低温冷风上下对吹，使絮片迅速降温，快速定型，增加蓬松度及压缩回复率；(6)切边打卷包装：切除两侧不匀边，使成品絮片外观均匀平整，然后进行打卷、包装。实施例3本实施例提供一种永久阻燃保暖碳化型絮片，所述絮片为聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维分别单独与低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维形成的分层叠加结构，所述絮片分层叠加结构的表里层均为聚酰亚胺纤维纤网层；按质量百分比计，各原料配比为：25％聚酰亚胺纤维、43％间位芳纶纤维、30％低熔点粘结纤维、2％抗静电纤维。所述中间层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的45％；所述表层和里层中低熔点粘结纤维的用量占所述絮片中低熔点粘结纤维总质量的55％。在该永久阻燃保暖碳化型絮片中，所述聚酰亚胺纤维的纤度为5d；所述间位芳纶纤维的纤度为2.2d；所述低熔点粘结纤维的纤度为4.4d。所述絮片平方米克重为120g/m2。具体地，本实施例永久阻燃保暖碳化型絮片的制备方法中，包括如下步骤：(1)预处理：缸内注入清水，加入50g/l三防处理剂，20g/l三防交联剂，加入醋酸将ph值调到5-6，然后将溶剂加热至55℃，分别将聚酰亚胺纤维、间位芳纶纤维放入调好溶剂内浸泡15分钟，然后将纤维烘干备用；(2)混合开松：设置有两台独立混合开松机械系统分别将聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维和间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维进行独立混合开松；(3)梳理铺网：絮片生产线设置有四台梳理机1#、2#、3#、4#；每两台梳理机对应一台混合开松机械进行独立梳理铺网，具体铺网排列为：1#和4#梳理机对聚酰亚胺纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网，2#和3#梳理机对间位芳纶纤维、低熔点粘结纤维、抗静电纤维和/或抑菌纤维混合开松材料进行梳理铺网；1#和4#梳理机分别形成絮片表层和里层的梳理铺网，2#和3#梳理机分别形成絮片中间层的梳理铺网。；(4)粘结：铺好的纤网层呈立体网状交叉结构，以4.5m/分钟速度，进入烘箱，使用190℃的热风上下对吹加热烘焙，使低熔点粘结纤维均匀熔化，将其周围的纤维粘结；(5)烫光：烘箱出口设置有特氟龙热轧机，表面温度200℃以上，絮片在烘箱烘焙出来后，通过热轧机进行表面烫光处理，使其平整仿钻绒，烫光结束后用低温冷风上下对吹，使絮片迅速降温，快速定型，增加蓬松度及压缩回复率；(6)切边打卷包装：切除两侧不匀边，使成品絮片外观均匀平整，然后进行打卷、包装。对比例：以cn104611840a制备的包含芳香族聚酰胺和聚芳砜的混合聚合物纤维耐高温阻燃隔热保暖絮片的对比例。性能测试：分别对上述实施例1-3及对比例进行各项性能测试，如阻燃性能、热稳定性能、保暖性能等，具体对比分析如下：阻燃性能测试，采用gb/t5454《纺织品燃烧性能试验氧指数法》和gb/t5455《纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》两种测试方法评价实施例1-3及对比例的性能指标，测试结果如下表：耐高温性能测试，采用ga10《消防员灭火防护服》附录b热稳定性能试验方法测试260摄氏度下实施例1-3及对比例的性能指标，测试结果如下表：...........................................................实施例260℃5min热稳定性能14.3％22.8％33.3％对比例(150g/㎡)7.1％保暖性能测试，采用gb/t11048《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》评价实施例1-3及对比例的性能指标，测试结果如下表：...............................................实施例克罗值10.57clo20.63clo30.46clo对比例(150g/㎡)0.61clo以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。当前第1页12