一种耐久阻燃布及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐久阻燃布及其制备方法，属于纺织材料与阻燃材料领域。
[0002]项目背景
[0003]高温作业工人作业环境恶劣，有必要为其提供阻燃防护服。阻燃防护服由于其长期使用性，不仅要求较高的持久阻燃性能，还要有较好的穿着舒适性。美国杜邦公司早期成功研制了芳香族聚酰胺“Nomex”纤维，它的耐热性非常好，极限氧指数达29，虽然其极限氧指数不是很高，但在其离开火源后，能自行熄灭且不产生熔滴；日本帝人公司的“Terjinconex”、尤尼吉卡公司成功研制的芳香族聚酰胺“Apyil”纤维，其极限氧指数可达29%?32%;美国BP阿莫科公司于1999年公开了一种聚酰胺组合物，可达到阻燃效果并且具有良好的抗滴性能而不凝结的发明专利，索罗蒂亚公司也公开了关于聚合物键合非卤素的阻燃聚合物制备的纤维、织物具有阻燃性。另外一些如氨纶纤维布、腈纶纤维布、腈氯纶纤维布、阻燃黏胶纤维布、阻燃涤纶布等，这类纤维均存在着遇火熔融滴落，致使皮肤烫伤，不能达到安全防火的效果。采用阻燃混纺纤织造成的布料，是实现阻燃织造加工方法，高性能纤维与棉进行混纺或用棉与阻燃化纤进行混纺制备阻燃布再经阻燃后整理处理类产品主要有:腈纟仑/Nomex,棉/Nomex，棉/Kevlar/Nomex，氨纟仑/阻燃黏胶，涤纟仑棉/涤纟仑/尼龙布料经过后整理制备阻燃布料；在很早以前对棉纤维阻燃有四羟甲基氯化磷浸泡，使棉纤维有一定的阻燃功能，但手感较差，耐水洗性差，一般洗涤5?8次后均失去阻燃功能；化纤的阻燃通常是将阻燃剂添加表面，而这种技术仅能实现表面化阻燃，其产品很多；为使尼龙6阻燃，北京理工大学刘吉平等将一种含磷阻燃剂添加到PA6中，采用熔融纺丝法，其添加量为2%?6%，可使PA6阻燃，其耐水洗至永久，但这种方法得到的纤维力学性能较差，存在严重的熔融滴落；后来又研究一种聚合型含磷阻燃剂与纳米蒙脱土混合，在单体中加入，聚合得到阻燃抗滴落PA6纤维，熔融纺丝得到3.1d和3.5CN/tex的纤维，可达到永久性阻燃，由此制备成的布料损毁长度为155.2mm，水洗50次后基本保持不变，基本不熔融滴落；除此之外，夏延致教授还研究手感性能优异的阻燃黏胶纤维，已在国内产业化；王玉忠教授也对化纤阻燃开展了广泛研究，也有一些实现了产业化。将棉与涤纶纤维、芳纶纤维通过混纺，可以实现功能多样化，不仅可以降低产品价格，还可以改善穿着舒适性和色彩的多样性。随着纺织技术的发展，阻燃纺织品的发展逐渐向混纺领域发展。棉/涤纶混纺后整理和棉/芳纶纤维混纺成为制备阻燃纺织品的主要方法。然而传统混纺后整理技术使用阻燃剂多为低分子化合物，在长期使用耐久性差，普遍存在洗涤后阻燃性能显著下降、使用寿命短、耐高温性能差和强度低等缺点，难以作为高档阻燃产品使用。因此，使用耐久性好、与布料相容性好的聚合型阻燃处理剂可以有效提高阻燃布料的质量。
[0004]针对阻燃布料受热温度低，最高耐火温度只能达到260°C，且产生熔融滴落等难题。本发明则是与上述这些技术方法完全不同，既克服了原有单一阻燃的不足，达到无熔融滴落，又实现了耐温的特性，在布料的织造方法上也与众不同，采用3X3的T形织法，织造成能耐260?280°C高温的耐火布，密度达200?360g/m2，布料损毁长度为92.6mm?135.7mm(50次洗后)，强度高舒适性好。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决传统混纺阻燃布和后整理阻燃工艺中存在的阻燃布料受热温度低、最高耐火温度只能达到260°C，且产生熔融滴落等难题，提出一种耐久阻燃布及其制备方法。
[0006]本发明的核心内容是选用长绒棉纤维和尼龙纤维在纳米蒙脱土中浸泡后烘干，将浸泡后的原料与聚磷酰胺纤维混合均匀纺纱，再织成布；布料用聚磷酰胺溶液浸渍，水洗至无残留物后干燥，达到永久阻燃的效果。
[0007]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0008]—种耐久阻燃布，其质量百分比成分如下:
[0009]长绒棉纤维10?50%;
[0010]尼龙6纤维20?70% ；
[0011 ] 聚磷酰胺纤维 20?70 % ;
[0012]一种耐久阻燃布的制备方法，包括以下步骤:
[0013]步骤一、取长绒棉纤维和尼龙6纤维，用纳米蒙脱土的铵盐溶液浸泡6?24小时后取出，供干备用；
[0014]步骤二、将浸泡后的长绒棉纤维、尼龙6纤维和聚磷酰胺纤维，投入梳解机中疏解并经混同机混合均匀后，纺成20支?110支的经纱和玮纱线；
[0015]步骤三、用纺制成的4?12根经纱线与3?9根玮纱线，织成耐高温布；
[0016]步骤四、将织造得到的布料在用10 %?30 %聚磷酰胺和70 %?90 %的碳酸二甲酯组成浸泡液中浸泡6?24个小时，取出后烘干；水洗后得到耐久阻燃布。
[0017]步骤一中所述铵盐溶液组成为季铵盐20 %?30 %，纳米有机蒙脱土 10 %?20 %，乙醇10%?20%，水30%?60% ;所述季铵盐为环氧基有机硅季铵盐、氨基有机硅季铵盐中的一种或两种；浸泡条件为10?40°C下浸泡6?24h。
[0018]步骤二中所述经纱由4?6股细纱并纱构成，断裂强力为175.6cN?279.3cN，断裂强度为11.7cN/tex?21.2cN/tex ;玮纱由3?7股细纱并纱构成，断裂强力为126.3cN ?187.4cN，断裂强度为 7.9cN/tex ?13.5cN/tex ；
[0019]有益效果
[0020]1、一种耐久阻燃布，规格200?360g/m2’，其力学性能为横向断裂强度为39.7cN/tex?55.63cN/tex，断裂伸长率为41.6 %?61.2 %,纵向断裂强度为36.6cN/tex?52.2cN/tex ;质地柔软，舒适性好，抗静电性能，着色率优良；
[0021]2、一种耐久阻燃布，在260?280°C的温度下保持60min无滴落；垂直燃烧测试续燃时间:未洗0mm，5?10次洗后0mm ;引燃时间:未洗0mm，30?50次洗后0mm ;损毁长度:未洗159_?210mm，30?50次洗后161_?212_，可以作为高档防火服饰长期使用；
[0022]3、一种耐久阻燃布制备方法，生产方法简单，自动化生产，易于操作，成本低，可实现大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明做详细说明。
[0024]实施例1
[0025]取40kg长绒棉纤维和60kg尼龙纤维，投入HXF-1型往复式梳解机中疏解并经混同机混合均匀后，投入500L的浸泡缸中，浸泡缸中装有300kg浸泡液，浸泡液组成为:将66kg环氧有机硅丁基铵和39kg纳米有机蒙脱土中加入45kg95%的工业乙醇，分散均匀后加入350kg自来水；将混合均匀的纤维素投入浸泡液中，在30°C时浸泡12小时，压滤机中滤去浸泡液，干燥后与230kg聚磷酰胺纤维混合，投料于HXF-1型往复式梳解机中疏解并经混同机中混合均匀，进人纺纱机，按正常的纺纱工艺进行纺纱，得到的纱线进行并纱，由4股90支纱并纱构成经纱线，并纱后经纱的断裂强力为196.2cN，断裂强度为13.2cN/tex ;由3股75支纱并纱构成玮纱线，并纱后玮纱的断裂强力为131.7c