一种纤维及其制备方法和制得的面料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及面料纤维领域，具体而言，涉及一种纤维及其制备方法和制得的面料。
【背景技术】
[0002]目前，市场上的影视灯器材面料一般由反光布、高密度柔光布与附加柔光布组成，以保证光线均匀、柔和，其色温标准、根据影棚面积大小，使用柔光箱产生的光效类似于太阳穿过薄云时产生的光效。光线通透，皮肤感强，色饱和度高，光线柔和、光质细腻高光部位，平坦反映及清晰重点高光。阴影部位极柔和照明效果均匀，层次重现柔和。
[0003]但是，市场上的这种影视灯器材面料纤维本身不耐黄变或耐黄变时间短，不耐高温和抗紫外线差，抗撕裂强度差，没有安全防火性和导电绝缘性等等性能。
[0004]传统影视灯器材面料纤维不能够完全适应今天的市场需要，因此，需要针对影视灯器材面料的要求而研究的一种新型面料纤维。
[0005]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0006]本发明的第一目的在于提供一种纤维，解决了现有纤维不耐黄变或耐黄变时间短，不耐高温和抗紫外线差的问题；织成的面料耐黄变时间长，耐高温，抗紫外线强，可永久阻燃，拥有了良好的性能，并且安全性可靠，此外，制得的面料还具有良好的能透性，光线更清楚透明。
[0007]本发明的第二目的在于提供一种所述的纤维的制备方法，该方法操作简便，制得的纤维性能稳定。
[0008]本发明的第三目的在于提供含有所述纤维的面料，该面料耐黄变时间长，耐高温，抗紫外线强，可永久阻燃，拥有了良好的性能，并且安全性可靠，此外，制得的面料还具有良好的能透性，光线更清楚透明。
[0009]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0010]—种纤维，主要由以下原料制成，按重量百分比计，聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物88% -94%，聚酰胺3% -6%，耐黄变剂L 5% -3.5%，抗紫外线剂L 5% -2.5%。
[0011]本发明提供的纤维，特定选用聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物作为主要原料，继承其强度、耐摩擦性、抗腐蚀性、弹性等优良性能；再辅以聚酰胺增加纤维的白度，并添加特定含量的耐黄变剂和抗紫外线剂，各原料之间相容性好，并且各原料之间协同配合增强，制得的纤维还具有很好的耐黄变性、可永久阻燃、耐高温以及抗紫外线性能，安全性可靠，并且制得的面料具有良好的能透性，光线更清楚透明。
[0012]为了进一步增强各原料之间的协同增强效果，以制得的纤维性能更好，优选地，按重量百分比计，聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物90% -92%，聚酰胺4% _5%，耐黄变剂2% _3%，抗紫外线剂 1.5% -2.0%o
[0013]聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物可通过市售购买，也可以自己合成。具体地，所述聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物由间苯二甲酰氯和间苯二胺缩聚而成。
[0014]优选地，所述聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物采用低温溶液缩聚法进行制备。制得的聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物性能稳定，与其他原料相容性好，易于与其他原料配合以制得综合性能优良的纤维。
[0015]进一步地，所述低温溶液缩聚法为:把间苯二胺溶解在N，N 二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌下加人间苯二甲酰氯，反应得到纺丝液即可。
[0016]聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物采用低温溶液缩聚法，其具体步骤按照常规的方法制备即可。
[0017]优选地，所述纤维采用干法纺纱工艺制备。
[0018]干法纺纱工艺制得的纤维工艺简单，易于操作，节约成本。
[0019]进一步地，所述纤维为长丝型，以满足生产布料的需求。
[0020]根据需求，可制得不同纤度的纤维，如纤度为15D的纤维，纤度为20D的纤维，纤度为50D的纤维，纤度为80D的纤维，纤度为100D的纤维，纤度为150D的纤维，等等。进一步地，所述纤维的纤度为15-150D。
[0021]本发明还提供了所述的纤维的制备方法，包括以下步骤:
[0022]各原料混合后加入氢氧化钙进行中和反应，得到含17% -18%聚合物和5% -6%CaCljtl黏桐液；
[0023]所述黏稠液经过滤后加热到165-175°C进行干法纺丝，得到初生纤维；
[0024]所述初生纤维经水洗去除无机盐，然后进行拉伸即可。
[0025]本发明提供的纤维的制备方法，先将各原料混合，得到混合液后，添加氢氧化钙进行中和反应，得到含有一定质量浓度的聚合物和CaClJ^黏稠液，将该黏稠液加热到一定温度即可进行干法纺丝，得到初生纤维，再将初生纤维处理后进行拉伸即得到纤维。整个方法制作简便，且制得的纤维均一度好，质量性能稳定。
[0026]纤维的制备方法中的拉伸可采用以下两种方式实现:
[0027]进一步地，所述拉伸为:在285-290 °C进行4?5倍的拉伸。
[0028]进一步地，所述拉伸为:初生纤维经卷绕后，进入沸水浴进行拉伸、干燥，再于290-295°C下张紧 1.10-1.15 倍处理。
[0029]采用上述两种拉伸方式，制得的纤维的强度和受力均一，性能优良。
[0030]本发明的第三目的在于提供一种含有上述纤维的面料。
[0031]该面料不仅强度高，耐磨性好，抗腐蚀性强，并且还具有永久阻燃以及优良的耐黄变性、耐高温以及抗紫外线性能，且制得的面料具有良好的能透性，光线更清楚透明。
[0032]使用该纤维织造出来的布料能使影视灯器材连续工作45小时以上而不黄变；可承受球体镝灯9K，表面温度90°C以上，局部点130-140°C ;布面最小距离I米，色温9000-12000K ;该面料可广泛用于影视灯器材。
[0033]另外，纤维的阻燃由燃烧过程可以看出，就是设法阻碍纤维的热分解，抑制可燃性气体生成和稀释可燃性气体，改变热分解反应机理(化学机理)，阻断热反馈回路，以及隔离空气和热环境，来达到消除或减轻燃烧三要素(可燃物质、温度、氧气)的影响，而达到阻燃目的的。通常纤维阻燃的机理主要有以下几种:
[0034](I)吸热作用。具有高热容量的阻燃剂，在高温下发生相变、脱水或脱卤化氢等吸热反应，降低纤维材料表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。
[0035](2)覆盖保护作用。阻燃剂受热后，在纤维材料表面熔融形成玻璃状覆盖层，成为凝聚相和火焰之间的一个屏障。既隔绝氧气、阻止可燃性气体的扩散，又可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。
[0036](3)气体稀释作用。阻燃剂吸热分解释放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨等不燃性气体，使纤维材料裂解处的可燃性气体浓度被稀释到燃烧极限以下。或使火焰中心处部分区域的氧气不足，阻止燃烧继续。此外，这种不燃性气体还有散热降温作用。它们的阻燃作用大小顺序是:N2>C02>S02>NH3o
[0037](4)凝聚相阻燃。通过阻燃剂的作用，在凝聚相反应区改变纤维大分子链的热裂解反应历程，促使发生脱水、缩合、环化、交联等反应，直至炭化，以增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生，使阻燃剂在凝聚相发挥阻燃作用。凝聚相阻燃作用的效果，与阻燃剂同纤维在化学结构上的匹配与否有密切关系。
[0038](5)气相阻燃。添加少量抑制剂，在火焰区大量捕捉轻质自由基和氢自由基，降低自由基浓度，从而抑制或中断燃烧的连锁反应，在气相发挥阻燃作用。气相阻燃作用对纤维材料的化学结构并不敏感。
[0039](6)微粒的表面效应。若在可燃气体中混有一定量的惰性微粒，它不仅能吸收燃烧热，降低火焰温度，而且，会如同容器的壁面那样，在微粒的表面上，将气相燃烧反应中大量的高能量氢自由基，转变成低能量的氢过氧基自由基，从而抑制气相燃烧。
[0040](7)熔滴效应:某些热塑性合成纤维，如聚酰胺、聚酯，在加热时发生收缩熔滴，与空气的接触面积减少，甚至发生熔滴下落而离开火源，使燃烧受到一定的阻碍。
[0041]根据现有的研究结果，阻燃作用的机理有物理的，也有化学的，而本发明提供的纤维的阻燃效果是这些作用机理的复合，达到永久阻燃，极限氧指数Loi大于26以上。这种纤维遇火时不熔融，低烟不释放毒气，本身不发生火焰，离开火焰，自行熄灭。
[0042]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0043](I)本发明提供的纤维，特定选用聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物作为主要原料，继承其强度、耐摩擦性、抗腐蚀性、弹性等优良性能；再辅以聚酰胺增加纤维的白度，并添加特定含量的耐黄变剂和抗紫外线剂，各原料之间相容性好，并且各原料之间协同配合增强，制得的纤维还具有很好的耐黄变性、可永久阻燃、耐高温以及抗紫外线性能，安全性可靠，并且制得的面料具有良好的能透性，光线更清楚透明。
[0044](2)本发明还进一步限定了各原料之间的重量百分比，以增强各原料之间的协同增强效果。
[0045](3)本发明提供的纤维的制备方法，整个方法制作简便，且制得的纤维均一度好，质量性能稳定。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
[0047]实施例1
[0048]一种纤维，采用以下方法制备:
[0049]按重量百分比取以下原料备用，聚间苯二甲酰间苯二胺缩聚物94%，聚酰胺3%，耐黄变剂1.5%，抗紫外线剂1.5% ;
[0050]各原料混合后加入氢氧化钙进行中和反应，得到含17%聚合物和5% CaCl2的黏稠液；
[0051]黏稠液经过滤后加热到165°C进行干法纺丝，得到初生纤维；
[0052]所述初生纤维经水洗去除无机盐，然后在290°C进行4倍的拉伸即可。
[0053]制得的纤维断裂强度为0.4?0.5牛/特，伸长率在30?50%，回潮率在5-6.5%；按照国际标准化组织ISO 105/B02，该纤维耐黄变性能达到GRADE6级；抗紫外线达到国际上AS/NZS4399标准中的A级和国内的GB/T18830标准中的UPF50+;可永久阻燃，极限氧指数Loi大于26以上，这种纤维遇火时不熔融，低烟不释放毒气，本身不发生火焰，离开火焰，自行熄灭；这种纤维介电常数很低，固有的介电强度使其在高、低、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性，用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达到约10万伏/mm2左右；而且耐酸、碱、霉、老化等等，其摩擦性、抗腐蚀性最好，强度和弹性也好。
[0054]以该纤维织成的布料，标准色温为9000-12000K ;有良好的尺寸稳定性，可在220-250°C的温度下长期使用，其热收缩率约为I %左右；由于该纤维的软化温度为340-370°C，因此，这