高极限氧指数防火纱线及其制备方法和织物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种高极限氧指数（L0I)防火纱线及其制备方法和织物。
【背景技术】
[0002]聚丙烯腈预氧化纤维是聚丙烯腈纤维经过特定装备和预氧化工艺处理得到，含碳量高于55%，L0I —般大于40%，即使在高达500°C温度时，也不熔融、不软化、不收缩、无熔滴，同时还具有很好的电绝缘性、隔热性和抗电弧性，是一种非常理想的防火阻燃材料，但该纤维表面平滑，纤维之间的抱合力非常小，导致可纺性差，给纺纱和织造带来了难度。针对这个问题，国内外学者也做了各种偿试，但效果并不理想。
[0003]USP2007148455中报道了将原材料聚丙烯腈预氧化纤维丝束通过自行设计的两组牵切装置将丝束切断成一定的长度，并在牵切方向形成纤维网络，并直接加捻纺制成单纱，该方法略去了绝大部分工序，工艺极其简单，并可纺制100%聚丙烯腈预氧化纤维纱线。但整个过程中没有定量控制，纱线的品质很难保证；
[0004]CN1036235中提出，为了改善聚丙烯腈预氧化纤维的可纺性，利用水溶性有机纤维和聚丙烯腈预氧化纤维混纺成纱并织成面料后，再将织物中的有机纤维用水溶解掉，以得到类似纯纺的聚丙烯腈预氧化纤维织物。这一混纺溶解过程工艺复杂且成本较高；
[0005]目前市场上普遍采用是聚丙烯腈预氧化纤维和芳纶混纺，以改善聚丙烯腈预氧化纤维的可纺性及其强力，但芳纶的L0I为28左右，织物的L0I随着芳纶用量的增加而下降，尽管这样，由于聚丙烯腈预氧化纤维的抱合力太差，使其在混纺过程，仍然会出现制条不流畅，出现聚丙烯腈预氧化纤维绒花、粉化的问题，总的制成率只有70-80%。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于针对现有防火纱线所存在的上述诸多不足之处而提供一种高极限氧指数防火纱线。
[0007]本发明的目的之二在于提供上述高极限氧指数防火纱线的制备方法。
[0008]本发明的目的之三在于提供使用上述高极限氧指数防火纱线所编织的织物。
[0009]作为本发明第一方面的高极限氧指数防火纱线，由聚丙烯腈预氧化短纤维和阻燃耐高温短纤维混纺而成，其中所述聚丙烯腈预氧化短纤维占整个高极限氧指数防火纱线的质量的80%以上。
[0010]在本发明的一个优选实施例中，所述阻燃耐高温短纤维为芳纶短纤维。
[0011]作为本发明第二方面的高极限氧指数防火纱线的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)聚丙烯腈预氧化短纤维制备
[0013]将聚丙烯腈预氧化纤维进行表面脱油、一次卷曲、纺纱油剂浸渍、二次卷曲、干燥定型、切断后得到抱合力优异的聚丙烯腈预氧化短纤维；
[0014](2)高极限氧指数防火纱线的制备
[0015]将步骤（1)制备的聚丙烯腈预氧化短纤维与阻燃耐高温短纤维进行混纺得到高极限氧指数防火纱线。
[0016]在本发明的一个优选实施例中，所述步骤（1)中，所述表面脱油是选用阴离子表面活剂对所述聚丙烯腈预氧化纤维表面进行脱油，脱油浴温度为50-100°C。
[0017]在本发明的一个优选实施例中，所述阴离子表面活剂为羧酸盐阴离子表面活剂、磺酸盐阴离子表面活剂、硫酸酯盐阴离子表面活剂、磷酸酯盐阴离子表面活剂中的一种或几种复合。
[0018]在本发明的一个优选实施例中，所述阴离子表面活剂用量为水的质量的0. 3-5% ；优选1_2%。
[0019]在本发明的一个优选实施例中，所述脱油浴温度为70_90°C。
[0020]在本发明的一个优选实施例中，所述步骤（1)中，所述一次卷曲是使经过表面脱油处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数5 4个/cm。
[0021]在本发明的一个优选实施例中，所述步骤（1)中，所述纺纱油剂浸渍是将经过一次卷曲的聚丙烯腈预氧化纤维经过含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂水浴进行纺纱油剂浸渍处理。
[0022]在本发明的一个优选实施例中，所述混合油剂水浴的温度为50_100°C，优选70-90。。。
[0023]在本发明的一个优选实施例中，所述混合油剂水浴中含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂总含量占混合油剂水浴质量的2-15%，优选5-10%。
[0024]在本发明的一个优选实施例中，所述步骤（1)中，所述二次卷曲是使经过纺纱油剂浸渍处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数为8-15个/cm ;优选8-12个/cm。
[0025]作为本发明第三方面的防火织物，其由上述防火纱线采用针织或机织工艺编织而成，所述防火织物的L0I —般大于35%。
[0026]由于采用了如上的技术方案，本发明对聚丙烯腈预氧化纤维进行脱油处理、二次卷曲，实现制备抱合性能优异的纺纱短纤维，该纤维可以和阻燃耐高温短纤维如芳纶短纤混纺或纯纺得到高极限氧指数的防火纱线，用于针织或机织面料，织物的L0I —般大于35%。
[0027]本发明解决了预氧化纤维可纺性差、易断裂，难以防制聚丙烯腈预氧化纤维纱线及其织物的问题。
[0028]该发明有益结果表现在以下几方面：
[0029]对聚丙烯腈预氧化纤维进行表面脱油、一次卷曲、纺纱油剂浸渍、二次卷曲是依次同步进行的流水作业，一步实现制备抱合性能优异的聚丙烯腈预氧化纤维纺纱短纤维，工艺简单，可操作性强。
【附图说明】
[0030]图1为本发明聚丙烯腈预氧化短纤维制备工艺流程图。
[0031]图2为本发明高极限氧指数防火纱线的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]参见图1，图中给出的高极限氧指数防火纱线，由聚丙烯腈预氧化短纤维10和阻燃耐高温短纤维20混纺而成，其中所述聚丙烯腈预氧化短纤维10占整个高极限氧指数防火纱线的质量的80%以上。
[0033]参见图2，高极限氧指数防火纱线的制备方法，包括如下步骤：
[0034](1)聚丙烯腈预氧化短纤维制备
[0035]将聚丙烯腈预氧化纤维进行表面脱油、一次卷曲、纺纱油剂浸渍、二次卷曲、干燥定型、切断后得到抱合力优异的聚丙烯腈预氧化短纤维；
[0036](2)高极限氧指数防火纱线的制备
[0037]将步骤（1)制备的聚丙烯腈预氧化短纤维与阻燃耐高温短纤维进行混纺得到高极限氧指数防火纱线。
[0038]以下结合具体实施例来详细描述本发明。以下实施例的描述，用于非限制性说明本发明，不构成对本发明范围的限制。
[0039]实施例1
[0040]32万旦聚丙烯腈预氧化纤维经过含1 %十二烷基磺酸钠表面活性剂、温度为85°C的3米长脱油浴进行脱油处理后，进行第一次卷曲，得到卷曲数为3-4个/cm的纤维带，进入含含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂、温度为85°C的3米长混合油剂水浴进行浸渍处理后，进行第二次卷曲，得到卷曲数为8个/cm的纤维带，干燥热定型并切断成51_长聚丙稀腈预氧化纤维备用，纤维表现卷曲明显、状态蓬松。
[0041]实施例2
[0042]取实施例1制备的聚丙烯腈预氧化短纤维和对位芳纶按85 ：15配比混纺，通过清花、梳棉、并条、粗纺、细纺、落筒、并捻线等常规的环锭纺工序，纺制含聚丙烯腈预氧化纤维85 %的纱线40Nm/2，织造成平纹面料，测试其极限氧指数L0I为42 %，织物制成率为95.
[0043]实施例3
[0044]取实施例1制备的聚丙烯腈预氧化短纤维和对位芳纶按70 ：30配比混纺，通过清花、梳棉、并条、粗纺、细纺、落筒、并捻线等常规的环锭纺工序，纺制含聚丙烯腈预氧化纤维70%的纱线40Nm/2，织造成平纹面料，测试其极限氧指数L0I为38%，织物制成率为96.
[0045]对比例1
[0046]取实施例1制备的聚丙烯腈预氧化短纤维，通过清花、梳棉、并条、粗纺、细纺、落筒、并捻线等常规的环锭纺工序，纺制100%聚丙烯腈预氧化纤维纱线40Nm/2，织造成平纹面料，测试其极限氧指数L0I为47%，织物制成率为90. 1 %。
【主权项】
1.高极限氧指数防火纱线，其特征在于，由聚丙烯腈预氧化短纤维和阻燃耐高温短纤维混纺而成，其中所述聚丙烯腈预氧化短纤维占整个高极限氧指数防火纱线的质量的80%以上。2.如权利要求1所述的高极限氧指数防火纱线，其特征在于，所述阻燃耐高温短纤维为芳纶短纤维。3.权利要求1或2所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)聚丙烯腈预氧化短纤维制备 将聚丙烯腈预氧化纤维进行表面脱油、一次卷曲、纺纱油剂浸渍、二次卷曲、干燥定型、切断后得到抱合力优异的聚丙烯腈预氧化短纤维； (2)高极限氧指数防火纱线的制备 将步骤(I)制备的聚丙烯腈预氧化短纤维与阻燃耐高温短纤维进行混纺得到高极限氧指数防火纱线。4.如权利要求3所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述表面脱油是选用阴离子表面活剂对所述聚丙烯腈预氧化纤维表面进行脱油，脱油浴温度为50-100 °C。5.如权利要求4所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活剂为羧酸盐阴离子表面活剂、磺酸盐阴离子表面活剂、硫酸酯盐阴离子表面活剂、磷酸酯盐阴离子表面活剂中的一种或几种复合。6.如权利要求4所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，在本发明的一个优选实施例中，所述阴离子表面活剂用量为水的质量的0.3-5% ;优选1_2%。7.如权利要求4所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，在本发明的一个优选实施例中，所述脱油浴温度为70-90°C。8.如权利要求3所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述一次卷曲是使经过表面脱油处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数S 4个/cm09.如权利要求3所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述纺纱油剂浸渍是将经过一次卷曲的聚丙烯腈预氧化纤维经过含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂水浴进行纺纱油剂浸渍处理。10.如权利要求9所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述混合油剂水浴的温度为50-100°C。11.如权利要求9所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述混合油剂水浴中含有抗静电剂、柔软剂及乳化剂的混合油剂总含量占混合油剂水浴质量的2-15%。12.如权利要求3所述的高极限氧指数防火纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述二次卷曲是使经过纺纱油剂浸渍处理后的聚丙烯腈预氧化纤维的纤维卷曲数为 8-15 个 /cm。13.防火织物，其特征在于，由权利要求1或2所述的防火纱线采用针织或机织工艺编织而成，所述防火织物的LOI —般大于35%。
【专利摘要】本发明公开的高极限氧指数防火纱线，由聚丙烯腈预氧化短纤维和阻燃耐高温短纤维混纺而成，其中所述聚丙烯腈预氧化短纤维占整个高极限氧指数防火纱线的质量的80％以上。本发明还公开了该高极限氧指数防火纱线及其由该高极限氧指数防火纱线所编织的织物。本发明解决了预氧化纤维可纺性差、易断裂，难以防制聚丙烯腈预氧化纤维纱线及其织物的问题。
【IPC分类】D06M13/292, D02G3/04, D06M101/28, D06M13/262, D06M13/256, D02G3/44
【公开号】CN105040222
【申请号】CN201510406282
【发明人】尤秀兰, 尤松, 陈洪新
【申请人】上海兰邦工业纤维有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月10日