包含含砜基的芳香族聚合物纤维的阻燃纱线和由其制得的织物及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包含含砜基的芳香族聚合物纤维的阻燃纱线和由其制得的织物 和服装，以及他们的制备方法。本发明的纱线主要应用制备于永久阻燃、耐磨、舒适性能好 的防护迷彩织物和服装。
【背景技术】
[0002] 消防人员、紧急响应人员、赛车人员、军事人员、工业生产人员经常会暴露在火焰 或高温中，他们需要的防护服或者防护制品除了需要具有耐高温和永久阻燃性能以外，还 需要具有优异的耐磨性能，同时由于人体剧烈的运动和高温场合使得人体的排汗量成倍排 出，所以用于此种场合的面料还需要具有良好的舒适性、透湿性、透气性和消除异味等功 能。
[0003] 目前用于上述用途的织物或服装使用的大多为棉或棉与其他化纤混纺后做阻燃 整理的产品，存在着棉易霉、强度差，阻燃效果不持久，抗热性能不佳等缺陷。而使用阻燃 涤纶、尼龙等纤维，由于熔滴现象明显，以产生二次伤害。目前使用的具有耐高温纤维（如 芳族聚酰胺类纤维、聚酰亚胺纤维及其改性纤维、聚唑纤维、碳纤维预氧化丝等），可以解决 永久阻燃及热防护的问题，但是在印染性方面（如染色上色率、染色色牢度、以及染色鲜艳 度）存在较难上染、不能染深色，色牢度低，上色率低，重现性差，成本高（玻璃化温度250 °C 以上，染色温度高）的缺陷；另外，使用上述耐高温纤维的穿着不舒适感，也阻碍了上述耐 高温纤维产品在上述领域中的的批量应用。
[0004] 包含含砜基的芳香族聚合物纤维有砜基，虽然玻璃化温度比钢棒性纤维高，但是 砜基易上色。阻燃性差的纤维（尼龙、涤纶、腈纶）可以降低成本，提供印染性，黏胶可以提 供舒适性。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有优异耐高温性能的纤 维，以及包含此种纤维的纱线、织物及制品。本发明的具有优异耐高温性能的纤维为一种含 砜基的芳香族聚合物纤维，该纤维具有较高的玻璃化温度，优异的耐高温性能，同时由于分 子链上存在砜基，使纤维易染色。同时在纱线中加入阻燃性能较含砜基的芳香族聚合物纤 维差的其他纤维，如尼龙、涤纶、腈纶，可以降低纱线的成本；另外，在纱线中加入纤维素纤 维，可以增加纱线的穿着舒适性。
[0006] 本发明涉及一种纱线，其包含：
[0007] 耐高温本质阻燃纤维（A);
[0008] 常规阻燃纤维（B)，所述常规阻燃纤维选自阻燃尼龙、阻燃涤纶、阻燃腈纶；
[0009] 阻燃纤维素纤维（C)。
[0010] 优选的，所述耐高温本质阻燃纤维（A)包含一种低强度耐高温本质阻燃纤维（Al) 和一种高强度耐高温本质阻燃纤维（A2)，所述低强度耐高温本质阻燃纤维（Al)的强度小 于等于lOcN/dtex以下，所述高强度耐高温本质阻燃纤维（A2)的强度为大于lOcN/dtex。
[0011] 优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维（Al)的玻璃化温度在250°C以上。
[0012] 优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维（Al)的LOI值为26以上，更优选为33 以上。
[0013] 优选的，所述常规阻燃纤维（B)的LOI值为26以上。
[0014] 优选的，所述常规阻燃纤维（B)的纤维断裂强度为4. 5cN/dteX以上。
[0015] 优选的，所述纱线中按重量计，含有耐高温本质阻燃纤维（A)25wt% -45wt%，常 规阻燃纤维（B)20wt% -40wt%，阻燃纤维素纤维（C)15wt% -35wt%。
[0016] 优选的，所述纱线中按重量计，含有低强度耐高温本质阻燃纤维 (Al) 20wt % -40wt %，高强度耐高温本质阻燃纤维（A2) 5wt % -25wt %，常规阻燃纤维 (B) 20wt % -40wt %，阻燃纤维素纤维（C) 15wt % -35wt %。
[0017] 优选的，所述纱线中包含导电纤维。
[0018] 优选的，所述导电纤维在纱线中的含量为0. 5-5 %，优选1-4 %，更优选2-3 %。
[0019] 优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维（Al)选自含砜基的芳香族聚合物纤维 (All)、间位芳香族聚酰胺纤维（A12)、聚噁二唑纤维（A13)、聚苯硫醚纤维（A14)、聚酰亚胺 纤维（A15)，或上述一种或两种以上纤维的混合。
[0020] 优选的，所述聚噁二唑纤维（A13)中包含按摩尔数50%的化学单元为环状芳族或 杂环芳族环单元；更优选的，所述聚噁二唑纤维（A13)为聚芳噁二唑纤维。
[0021] 优选的，所述高强度耐高温本质阻燃纤维（A2)选自对位芳香族聚酰胺纤维 (A21)、聚对苯撑苯并二噁唑纤维（A22)、碳纤维（A23)，或上述一种或两种以上纤维的混 合。
[0022] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)由含砜基的芳香族聚合物制得， 所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：
[0023] 间位的含有二胺基的芳香族单体（a);
[0024] 含砜基和氨基的单体（b);
[0025] 对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物（C);
[0026] 在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4-10%。
[0027] 优选的，所述纱线中，按重量计含有，所述含砜基的芳香族聚合物纤维 (Al 1) 70-30 %，聚苯硫醚纤维（B) 30-70 % ;更优选的，所述纱线中，按重量计含有，含砜基的 芳香族聚合物纤维（A) 60-40 %，聚苯硫醚纤维（B) 40-60 %。
[0028] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述间位的含有二胺基的芳 香族单体（a)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、 硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不 取代。
[0029] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述间位的含有二胺基的芳 香族单体（a)为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。
[0030] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述的含砜基和氨基的单体 (b)为R, R' -二氨基二苯砜。
[0031] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述的R，R'_二氨基二苯砜选 自3, 3' -二氨基二苯砜、4, 4' -二氨基二苯砜或它们的混合物。
[0032] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述的对位的含有二羧酸基 团的芳香族单体或其卤代物（c)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷 氧基、苯基、醜氧基、硝基、^烧基氣基、硫代烧基、幾基、横醜基、幾基烧氧基中的个或多 个取代基所取代或不取代。
[0033] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述的对位的含有二羧酸基 团的芳香族单体或其卤代物（c)为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对苯二甲酰氯的混 合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。
[0034] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述间位的含有二胺基的芳 香族单体（a)与含砜基和氨基的单体（b)的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族 单体或其卤代物（c)的摩尔量的比例为1 :0. 98-1 :1. 01，优选为1 :1。
[0035] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)中，所述的间位的含有二胺基的 芳香族单体（a)与含砜基和氨基的单体（b)的摩尔量之比为50-80 :20-50,优选60-75 :25 : 40,更优选 70-75 :25-30。
[0036] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)具有300°C以上的玻璃化温度，优 选320°C以上的玻璃化温度，更优选340°C以上，最优选345°C以上。
[0037] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)具有4cN/dteX以上的强度，优选 4. 5cN/dtex 以上。
[0038] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)的细度为I. OT-5D。
[0039] 优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维（All)的长度为38mm-102mm。
[0040] 优选的，所述阻燃纤维素纤维（C)选自天然纤维素纤维和/或再生纤维素纤维，其 阻燃功能即可以通过后整理获得，或在纺丝过程中添加阻燃剂获得。
[0041] 优选的，所述阻燃纤维素纤维（C)选自阻燃粘胶纤维、阻燃棉纤维、阻燃麻纤维。
[0042] 优选的，所述导电纤维选自金属纤维、碳纤维、碳纤维/尼龙复合纤维、碳纤维/涤 纶复合纤维。