本发明涉及粘胶长丝的生产，具体的涉及一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺。
背景技术：
粘胶长丝的半连续纺丝工艺流程为：浆粕原料经浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、脱泡、熟成、过滤得到纺丝液，纺丝液由计量泵、喷丝头、酸浴、牵伸及后处理工序得到粘胶长丝，目前，粘胶长丝的半连续纺丝工艺成熟，产量大，用途管，但粘胶长丝遇火极易燃烧，限制了其在生活和工业等领域的使用，因此，阻燃粘胶长丝被大量开发，阻燃粘胶纤维制备可采用共混法和后处理阻燃改性，其中共混法涉及原液的制备工艺，技术改造复杂，需高投入。而且由于粘胶纤维成形过程复杂,因此要求所加入的阻燃剂不能与粘胶原液及凝固浴发生一些不利反应,并且纺丝及后处理过程中不能析出，另外，不应对纺丝造成困难。尤其是，通过共混生产的阻燃粘胶纤维，由于加入大量的阻燃剂，严重影响了阻燃纤维的物理机械性能，以及手感等服用新能，限制了其在服饰、内衣等领域的使用。粘胶纤维后处理阻燃的改性处理，成品纤维阻燃性能优良，各项物理指标良好，同时解决了现有阻燃粘胶纤维强度低，不易成形，难以进行纺织加工的不足。但现有技术中，利用后处理技术制备的阻燃纤维，又存在阻燃效果不理想和阻燃性能不持久的瓶颈问题，以及阻燃处理后纤维白度降低的问题，限制了这一技术的推广。因此，目前主要采用共混生产方法制备阻燃粘胶纤维，而根据阻燃剂种类的同，阻燃纤维常见的有氮磷系阻燃纤维、硅氮系阻燃粘胶等；如吴涛，《硅氮系阻燃粘胶长丝纺制试验》，人造纤维，2013年第3期，该工艺将硅氮系阻燃剂、助剂、分散剂调配成均匀稳定的溶液，再按一定比例在搅拌状态下添加进黄化后溶解粘胶中，经过充分混合与分散，使其与纤维素接枝，通过凝固浴进行分解再生反应，生成阻燃粘胶长丝，该试验指出，阻燃剂的加入对粘胶纤维的物理机械性能影响较大，特别是干断裂强度和湿断裂强度有明显变化，综合力学性能下降，而在实际产业化生产中，干断裂强度和湿断裂强度下降更多。因此，怎么在采用共混法制备阻燃粘胶纤维的过程中保证纤维的强度、纺丝过程中的可纺性、纤维的耐洗性及最后的阻燃性这一综合性能得到提升，技术人员采取了不同的措施，如cn102409420a的专利文件中提供了一种复合硅系阻燃粘胶纤维及其生产方法，属于粘胶纤维领域。本发明提供的复合硅系阻燃粘胶纤维由以下组分组成：线性硅系阻燃剂13～28份、辅助阻燃剂3～12份、硅烷偶联剂2～8份、纺前粘胶液52～82份，经过制备复合硅系阻燃剂液、阻燃剂液与纺前粘胶液共混以及采用常规纺丝、后处理、烘干以及包装得到复合硅系阻燃粘胶纤维。本发明的复合硅系阻燃粘胶纤维改善、提高了阻燃粘胶纤维的力学性能（干强提高到2.03～2.21之间）、耐热性、阻燃性，制备方法解决了阻燃粘胶纤维可纺性的问题。该方法中加入的阻燃液成分太多，包括了线性硅系阻燃剂、辅助阻燃剂等，组成复杂，对于混合均匀性拥有更高的要求。且该工艺阻燃剂是对硅系阻燃剂的研究。阻燃剂种类的不同会影响得到的阻燃纤维的强度、阻燃性等指标，氮磷系阻燃剂相比于卤系阻燃纤维污染大，市场前景不大，具有污染小，拥有更大的市场空间和市场潜力，但目前采用共混法加入氮磷系阻燃剂制备得粘胶纤维时存在分丝断头严重，纺性差，喷头堵塞严重，纤度严重不合格，得到的阻燃长丝强度远低于硅系阻燃剂的强度，仅为1.0cn/dtex。因此，需要一种能解决上述氮磷阻燃纤维存在的问题的氮磷系阻燃纤维的生产工艺。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有氮磷系阻燃粘胶长丝在纺前过滤纺丝液中直接加入氮磷系阻燃剂导致纺丝过程中分丝断头严重，纺性差，喷头堵塞严重，纤度严重不合格，得到的阻燃长丝强度低的问题，提供一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，通过对色浆进行成份分析，均匀性处理，分散性研究，让阻燃剂在粘胶中分散性好，颗粒小且均匀，与粘胶的混合均匀，最大限度的避免对纤维的强度造成影响。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现；
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的0.5～3%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的3～7%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的7～12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的12～25%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
所述四道板框过滤得到供纺纺丝液中阻燃剂含量为甲纤含量的12～25%。
所述氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入0.1～2%的分散剂进行研磨制备得到，所述氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm。
所述阻燃粘胶长丝具有下述指标体系：强度1.5～2.1cn/dtex、纤度60d～150d、阻燃性：极限氧指数≥30%、续燃时间≤3秒，阴燃时间≤3秒。
在步骤b中，所述的一道kkf过滤的过滤精度为25～30μm，所述二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为8～15μm。
在步骤b中，所述分散剂为分散螯合剂ha～al。具有较强的分散性能，属于一种表面活性剂。阻燃剂纺丝液配置时用到的粘胶严格按照大生产粘胶生产工艺进行控制。如其中牵涉到的浸渍、研磨、压榨、老成、黄化等。纺丝浴中硫酸、硫酸钠、硫酸锌以及酸浴温度严格按照大生产执行，温度为50～55℃，硫酸含量130～140g/l,硫酸钠含量240～255g/l,硫酸锌含量10～12g/l。
本发明具有以下有益效果：
1、因为阻燃丝中阻燃剂的含量需要达到了12%以上才有较好的阻燃效果，而大量的阻燃剂如果一次性加入到粘胶中，由于粘胶本身粘度较高，在混合时普通搅拌难以将阻燃液与粘胶混合均匀，但如果加大搅拌力度又容易造成粘胶产生大量起泡，影响可纺性，本发明分别在熟成时、一道kkf过滤后、二道板框过滤后、三道板框过滤后，四道板框过滤后加入阻燃剂浆料并使每一次得到的粘胶中的阻燃剂含量逐渐增加，这种分批次，递进式（阻燃剂量）加入保证了加入的氮磷系阻燃液能够更均匀的分散到粘胶溶液中，保证粘胶长丝的阻燃性的同时形成可纺性更高的阻燃剂纺丝液。经实践证明，按照本发明的特定的粘胶溶液制备、供纺纺丝液制备及纺丝过程，实现了纺丝过程中粘胶长丝的分丝率、断头率、换喷丝头率小，提高了生产效率，降低了生产成本，得到的粘胶长丝的强度为强度达1.5～2.1cn/dtex，纤度为60～150d，解决了现有技术生产得到的氮磷系阻燃粘胶长丝强度低，纤度大的问题；且发现得到的粘胶长丝制备得到的纤维相比现有技术的氮磷系阻燃粘胶纤维更耐洗，延长了纤维的使用寿命。
2、本发明控制在四道板框过滤得到供纺纺丝液中阻燃剂含量为甲纤含量的20%，进一步保证纺丝液的可纺性和得到的粘胶长丝的阻燃性。
3、本发明的氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入0.1～2%的分散剂进行研磨制备得到，研磨后氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm，这样，不但提高了阻燃剂在粘胶溶液中的分散性，同时阻燃剂颗粒粒径≤0.327μm能有效避免纺丝过程中喷丝头堵塞问题，提高生产效率。
4、本发明，一道kkf过滤的过滤精度为25～30μm，二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为8～15μm。通过该过滤精度的控制，在保证过滤效率的同时使过滤后的粘胶中的阻燃剂含量达到设定的范围，从而保证了阻燃性。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细说明本发明。
实施例1
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的0.5%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的3%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
实施例2
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的3%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的7%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的25%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
实施例3
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的1.5%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的5%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的10%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的20%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
实施例4
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的1.5%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的3%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的25%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
所述氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入0.1%的分散剂进行研磨制备得到，所述氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm。
在步骤b中，所述的一道kkf过滤的过滤精度为25μm，所述二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为8μm。
在步骤b中，所述分散剂为分散螯合剂ha～al。
纺丝浴中硫酸、硫酸钠、硫酸锌以及酸浴温度严格按照大生产执行，本实施例温度为50～55℃，硫酸含量130～140g/l,硫酸钠含量240～255g/l,硫酸锌含量10～12g/l。
实施例5
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的2%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的5%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的15%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
所述氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入2%的分散剂进行研磨制备得到，所述氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm。
在步骤b中，所述的一道kkf过滤的过滤精度为30μm，所述二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为8μm。
在步骤b中，所述分散剂为分散螯合剂ha～al。纺丝浴中硫酸、硫酸钠、硫酸锌以及酸浴温度严格按照大生产执行，温度为50～55℃，硫酸含量130～140g/l,硫酸钠含量240～255g/l,硫酸锌含量10～12g/l。
实施例6
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的1%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的6%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的10%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的23%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
所述氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入0.8%的分散剂进行研磨制备得到，所述氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm。
在步骤b中，所述的一道kkf过滤的过滤精度为28μm，所述二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为12μm。
在步骤b中，所述分散剂为分散螯合剂ha～al。纺丝浴中硫酸、硫酸钠、硫酸锌以及酸浴温度严格按照大生产执行，温度为50～55℃，硫酸含量130～140g/l,硫酸钠含量240～255g/l,硫酸锌含量10～12g/l。
实施例7
一种氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺，包括下述步骤：
a、浆粕原料经碱液浸渍、研磨机研磨、压榨、粉碎处理得到碱纤维素；
b、将步骤a得到碱纤维素进行老成、磺化、溶解、脱泡、熟成处理，在熟成时，向粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为粘胶中甲纤含量的3%，混合均匀后，进入一道kkf过滤，过滤得到的粘胶溶液中再次加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的5%，混合均匀进入二道板框过滤，二道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料，使阻燃剂的量为甲纤含量的12%，混合均匀进入三道板框过滤，经三道板框过滤得到的粘胶溶液中加入氮磷系阻燃剂浆料使阻燃剂的量为甲纤含量的18%，混合均匀进入四道板框过滤，得到供纺纺丝液；
c、将步骤b得到供纺纺丝液送入纺丝机，由纺丝机的喷丝头挤出的细流经纺丝浴凝固、牵伸机牵伸得到丝束，丝束经精炼、烘干得到阻燃粘胶长丝。
所述氮磷系阻燃剂浆料是向阻燃剂中加入2%的分散剂进行研磨制备得到，所述氮磷系阻燃剂浆料中阻燃剂的颗粒粒径≤0.327μm。
在步骤b中，所述的一道kkf过滤的过滤精度为30μm，所述二道板框过滤，三道板框过滤、四道板框过滤的过滤精度为10μm。
在步骤b中，所述分散剂为分散螯合剂ha～al。具有较强的分散性能，属于一种表面活性剂。阻燃剂纺丝液配置时用到的粘胶严格按照大生产粘胶生产工艺进行控制。如其中牵涉到的浸渍、研磨、压榨、老成、黄化等。纺丝浴中硫酸、硫酸钠、硫酸锌以及酸浴温度严格按照大生产执行，温度为50～55℃，硫酸含量130～140g/l,硫酸钠含量240～255g/l,硫酸锌含量10～12g/l。
将上述实施例1～7中得到的粘胶长丝的强度、纤度、阻燃性、换喷丝头率、丝条断头率、分丝率及耐洗性、统计在下表1中；
同时，为了更好的说明本发明，本发明提供一种现有技术的氮磷系阻燃粘胶长丝的生产工艺作为对比组，其工艺在制备纺丝液、纺丝与本发明相同，阻燃剂机阻燃剂浆料制备与本发明相同，不同之处在于，对比组在制备得到的纺丝液一次性加入设定量的阻燃剂，然后经过一道板框过滤，过滤精度12μm过滤得到供纺纺丝液。分别设置对比组1：氮磷系阻燃剂加入量为12%，对比组2，氮磷系阻燃剂加入量为15%，对比组3，氮磷系阻燃剂加入量为20%，对比组4，阻燃剂加入量为25%，上述阻燃剂量为纺丝液中甲纤含量的百分比。将上述对比组1～4中生产得到的粘胶长丝的相关性能统计在表1中。
由上表数据可知，采用本发明方法相比现有技术方法生产得到的粘胶长丝强度得到很大的提高，阻燃有效性得到保证，且在本发明方法下，在纺丝过程中，其换喷丝头率、丝条断头率、丝条断头率均比比现有技术低，有效的提高了生产效率。