本发明涉及纱线的，尤其涉及一种阻燃纱线及其制备方法
背景技术：
1、粘胶纱线是由粘胶纤维纺纱得到，粘胶纤维是人造纤维的主要品种，该材料吸湿透气、光滑凉爽、环保可降解，还具有优良的悬垂性和蚕丝般的光泽，但是由于粘胶纤维是极容易燃烧，在对阻燃性能有要求的场景下，粘胶纤维的使用受到了限制。
2、随着人们生活水平的提高，人们对纺织材料性能的要求也不断提高，阻燃纱线的需求越来越大。制备阻燃粘胶纱线，可以先制备阻燃粘胶纤维，再由阻燃粘胶纤维纺成阻燃纱线。阻燃粘胶纤维可以通过将阻燃物接枝到粘胶纤维的分子上的活泼羟基上，进而赋予粘胶纤维阻燃性能。
3、但是，阻燃剂改性后的粘胶纤维由于具有磷片状的形态结构，毛感强，改性后的粘胶纤维不仅加工中断头增多而且纱线的断裂强度明显下降。
技术实现思路
1、为了改善粘胶纤维的极容易燃烧及经过阻燃剂接枝改性后的粘胶纤维断裂强度明显下降的问题，本技术提供了一种阻燃纱线及其制备方法。
2、第一方面，本技术提供一种阻燃纱线，采用如下的技术方案：
3、一种阻燃纱线包括以下重量份数的原料：改性粘胶纤维75-85份、预氧化纤维10-15份及阻燃涤纶纤维5-10份，所述改性粘胶纤维是由粘胶纤维经过阻燃混合液改性制得；
4、所述阻燃混合液包括有机磷氮阻燃剂、反应型硅烷改性剂、水及乙醇，所述有机磷氮阻燃剂、反应型硅烷改性剂、水及乙醇的重量比为48:(15-35):20:35；
5、所述有机磷氮阻燃剂的反应物包括以下重量份物质：对羟基苯甲醛10-15份、氨基类化合物8-18份及dopo 20-25份；
6、所述有机磷氮阻燃剂的制备过程：
7、向装有搅拌器和回流冷凝器的反应釜中加入氨基类化合物、对羟基苯甲和无水乙醇，85℃搅拌3h，将dopo加入继续搅拌15h；将反应混合物缓慢冷却至室温，过滤，乙醇洗涤，于65℃真空烘箱中干24h，得到白色有机磷氮阻燃剂。
8、通过采用上述技术方案，有机磷系阻燃剂具有热稳定性好、无污染，价格低廉等优点。燃烧中有机磷氮阻燃剂会在纤维表面形成致密的炭层，起到隔绝热量和氧气的作用，且会分解生成磷酸﹑聚磷酸等物质，增强了炭层的致密性。另一方面，氮元素还可以释放氨气，水等难燃性气体，稀释可燃气体的浓度，在气相中起阻燃效果。
9、将有机磷氮阻燃剂接枝到粘胶纤维的分子链上后，有机磷氮阻燃剂赋予粘胶纤维良好的阻燃性能。
10、但是，经过有机磷氮阻燃剂接枝改性的粘胶纤维后，改性的粘胶纤维的力学性能变差，可能是因为改性后形成的支链或者网络结构导致改性后的粘胶纤维脆性大，强度降低，导致在后续的加工过程中易产生断头及断裂。
11、本技术提供一种有机的磷氮阻燃剂，并且将该磷氮阻燃剂用反应型硅烷改性剂进行改性，使得该磷氮阻燃剂的分子链上接枝有硅氧键，硅氧键独特的固有构象柔顺性使得改性后的粘胶纤维的支链在外力作用下有一定的形变反应，进而改善有机磷氮阻燃剂的柔顺性及减少在生产过程中改性粘胶纤维的断头发生。将改善柔顺性后有机磷氮阻燃剂接枝在粘胶纤维的分子链上，赋予了粘胶纤维阻燃性能，同时克服了改性后粘胶纤维分子生产时候断头多及改性后粘胶纤维的断裂强度差的问题。
12、预氧化纤维具有隔热、耐燃、自熄性。本技术采用预氧化纤维、改性粘胶纤维及阻燃涤纶纤维共纺，使得改性粘胶纤维从不同阻燃方面得到进一步防护。本技术中进一步使用阻燃涤纶纤维与预氧化纤维对改性的粘胶纤维进行混纺，混纺制得的阻燃纱线，不仅阻燃性能好，而且拉伸强度高。
13、优选的，所述氨基类化合物为三乙烯四胺或三乙烯四胺与5-氨基四氮唑一水合物组成的混合物。
14、通过采用上述技术方案，三乙烯四胺及5-氨基四氮唑一水合物为多氮物质，为有机磷氮阻燃剂提供n元素，增加改性粘胶纤维的阻燃性能。
15、三乙烯四胺包含两个活性氨基，一个三乙烯四胺分子既可以参与反应生成有机磷氮阻燃剂的反应，可以与反应型硅烷改性剂发生反应，也可以与粘胶纤维上的羟基反应，提高了有机磷氮阻燃剂与反应型硅烷改性剂反应的概率，提高了有机磷氮阻燃剂与反应型硅烷改性剂的反应物与粘胶纤维的羟基的接枝概率。
16、优选的，所述氨基类化合物由质量比为(1.0-2.0)：1的三乙烯四胺与5-氨基四氮唑一水合物组成。
17、通过采用上述技术方案，三乙烯四胺与5-氨基四氮唑一水合物为有机磷氮阻燃剂提供n元素，实现有机磷氮阻燃剂的氮及磷协同配合，增强阻燃效果。三乙烯四胺与5-氨基四氮唑一水合物按照(1.0-2.0)：1的质量比制备有机磷氮阻燃剂，一方面，使有机磷氮阻燃剂与硅烷改性剂有较好的反应度；另一方面，使有机磷氮阻燃剂与硅烷改性剂的反应物与粘胶纤维有较好的接枝概率，使粘胶纤维有较好的阻燃性能的同时有较高的断裂强度。
18、优选的，所述反应型硅烷改性剂为(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷或甲氧基-二甲基共聚硅氧烷。
19、通过采用上述技术方案，这两种反应型硅烷改性剂均包含两个以上的活性基团，在一定的条件下可以与粘胶纤维及有机磷氮阻燃剂发生反应。另外，这两种物质中均含有硅元素，与粘胶纤维及有机磷氮阻燃剂发生接枝反应后，侧链的柔顺性增加，进而减少改性粘胶纤维在生产中产生的断头。
20、优选的，所述反应型硅烷改性剂为(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷，所述(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷、水及乙醇的重量比为48:(20-30):20:35。
21、通过采用上述技术方案，(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷分子链中有更多的硅氧键使得反应后的改性粘胶纤维更柔顺，生产中减少断头产生。另外，(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷分子链较甲氧基-二甲基共聚硅氧烷有更多的氮元素及硅元素，使得使用(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷的改性粘胶纤维的阻燃性能更好。
22、适量的(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷在保证与有机磷氮阻燃剂反应后，并与粘胶纤维发生反应，使有机阻燃剂的阻燃效果发挥到最大；当(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷的用量超过一定量后，改性粘胶纤维的阻燃性能效果变化不大，但是力学性能变差，可能是因为粘胶纤维过度交联导致；当(氨乙基氨丙基)甲氧基-二甲基共聚硅氧烷的用量太少时，改性粘胶纤维的侧链的柔顺性较差，生产中断头较多。
23、优选的，所述改性粘胶纤维经过聚醚胺溶液浸泡处理，所述聚醚胺溶液的溶剂为乙醇与水的混合物。
24、通过采用上述技术方案，改性粘胶纤维在纺纱前经过聚醚胺溶液浸泡处理，由于聚醚胺有醚键，链段柔软，聚醚胺与粘胶纤维有很好的相容性。改性粘胶纤维通过浸泡在聚醚胺溶液中，聚醚胺进入到改性粘胶纤维的分子中，使得聚醚胺填充在改性粘胶纤维的分子中间，增加了粘胶纤维的密度，进而增强粘胶纤维的拉伸强度。另一方面，聚醚胺的端氨基可与改性粘胶纤维分子上的羟基发生反应，进而使得粘胶纤维的分子量增加，进而增强改性粘胶纤维拉伸强度。
25、优选的，所述聚醚胺溶液的浓度为10-16wt％。
26、通过采用上述技术方案，改性粘胶纤维浸渍在合适质量浓度的聚醚胺溶液中，改性粘胶纤维的力学性能。聚醚胺溶液的溶度太高，聚醚胺与改性粘胶纤维反应过度，使改性粘胶纤维交联过度，改性粘胶纤维脆性增加，力学性能下降；聚醚胺溶液的溶度太小，聚醚胺进入到改性粘胶纤维中量不足，导致对粘胶纤维的拉伸强度改善效果不佳。
27、第二方面，本技术提供一种阻燃纱线的制备方法，采用如下的技术方案：
28、一种阻燃纱线的制备方法，包括如下制备步骤：
29、s1：有机磷氮阻燃剂的制备；
30、s2：阻燃混合液的制备：然后将有机磷氮阻燃剂、反应型硅烷改性剂、水及乙醇混合制备得到阻燃混合液，在60℃的条件下搅拌20min；
31、s3：改性粘胶纤维制备：粘胶纤维浸渍在70℃的阻燃混合液中，浸渍20min，反应制得改性粘胶纤维，将改性纤维在70℃的条件下，烘干2min；
32、s4：阻燃纱线制备：将改性粘胶纤维、预氧化纤维及阻燃涤纶纤维依次送入开送机、梳棉机、并条机、粗纱机、细纱机和络筒机,得到阻燃纱线。
33、通过采用上述技术方案，将粘胶纤维使用有机磷氮阻燃剂、反应型硅烷改性剂进行改性后，制得改性粘胶纤维；改性粘胶纤维与预氧化纤维及阻燃涤纶纤维混纺得到阻燃纱线。通过混纺三种纤维的阻燃性能及力学性能具有相互协同效应且生产效率高。
34、可选的，将改性粘胶纤维浸入70℃的聚醚胺溶液中，浸泡15min，然后70℃烘干，烘干2min。
35、通过采用上述技术方案，使得粘胶纤维浸入到改性粘胶纤维的分子链之间，并且与粘胶纤维的分子上的羟甲基进行反应，使得粘胶分子之间连接在一起，提升了分子量，进而提升改性后粘胶纤维的拉伸强度。
36、综上所述，本技术具有以下有益效果：
37、1、通过有机磷氮阻燃剂及反应型硅烷改性剂的反应物改性粘胶纤维，提升粘胶纤维的阻燃性能，同时提升改性粘胶纤维侧链的柔顺性能；利用预氧化纤维、阻燃涤纶纤维与改性粘胶纤维混纺，进一步增强改性粘胶纤维的阻燃性能，同时提升改性粘胶纤维的拉伸强度及减少生产中断头的发生。
38、2、改性粘胶纤维经过聚醚胺溶液浸泡处理，使得聚醚胺填充在改性粘胶纤维的分子中间，增加了粘胶纤维的密度，进而增强粘胶纤维的拉伸强度。另一方面，聚醚胺的端氨基与改性粘胶纤维分子上的羟基发生反应，进而使得粘胶纤维的分子量增加，进而增强改性粘胶纤维拉伸强度。
39、3、将改性粘胶纤维、预氧化纤维及阻燃涤纶纤维送入开送机、梳棉机、并条机、粗纱机、细纱机和络筒机,得到阻燃纱线，三种纤维的阻燃性能及力学性能相互协同发挥到最大，改善阻燃性能同时提升了力学性能。