一种阻燃腈纶纤维及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116024692A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202111247051.0(22)申请日2021.10.26(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人董雪沈志刚王贺团(74)专利代理机构北京知舟专利事务所(普通合伙)11550专利代理师鲜莹(51)Int.Cl.D01F6/54(2006.01)D01F1/07(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种阻燃腈纶纤维及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种阻燃腈纶纤维及其制备方法和应用。所述腈纶纤维含有阻燃剂，其中阻燃剂包括含磷阻燃剂和协效剂，所述协效剂为氮化硼。本发明通过与阻燃剂进行共混改性，腈纶纤维具有阻燃改性的特点，引入的阻燃结构不含有传统阻燃的卤族元素，且所需的原料均低毒或无毒，因而不存在卤族元素的毒性问题，也不存在燃烧过程中的环境污染问题，且工艺简单，污染低，适合大规模开发与利用，是一种真正环境友好的绿色高分子材料。并且本发明提供的阻燃剂具有协同效应，可高效提高腈纶纤维的阻燃性能。CN116024692ACN116024692A权利要求书1/1页1.一种阻燃腈纶纤维，所述腈纶纤维含有阻燃剂，其中阻燃剂包括含磷阻燃剂和协效剂，所述协效剂为氮化硼。2.根据权利要求1所述的阻燃腈纶纤维，其特征在于：所述含磷阻燃剂为季戊四醇双膦酸酯三聚氰胺盐、聚磷酸铵中的至少一种。3.一种根据权利要求1～2之任一项所述阻燃腈纶纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将腈纶粉体与溶剂混合，搅拌均匀，得到第一混合物；(2)将阻燃剂、偶联剂与溶剂混合，超声分散均匀，得到第二混合物；(3)将第一混合物和第二混合物共混，得到纺丝原液，再将纺丝原液进行成型处理制得所述阻燃腈纶纤维。4.根据权利要求3所述阻燃腈纶纤维的制备方法，其特征在于步骤(1)中：所述第一混合物中，腈纶粉体的含量为8～28wt％，优选为11～25wt％；所述溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、二甲亚砜、硫氰酸钠水溶液中的至少一种；所述混合的温度为60～100℃。5.根据权利要求4所述阻燃腈纶纤维的制备方法，其特征在于：所述硫氰酸钠水溶液中，硫氰酸钠的含量为45～56wt％。6.根据权利要求3所述阻燃腈纶纤维的制备方法，其特征在于步骤(2)中：所偶联剂为硅烷偶联剂，优选为丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨丙基甲基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述偶联剂占所述腈纶粉体的0.2～2wt％，优选为0.5～1.5wt％。7.根据权利要求3所述阻燃腈纶纤维的制备方法，其特征在于步骤(2)中：所述含磷阻燃剂占所述腈纶粉体的15～25wt％，优选为15～20wt％；所述协效剂占所述腈纶粉体的0.2～6wt％，优选为0.5～5wt％；所述混合的温度为60～100℃。8.根据权利要求3所述阻燃腈纶纤维的制备方法，其特征在于步骤(3)中：所述成型处理包括成型、牵伸、水洗、和上油过程。9.根据权利要求3～8之任一项所述制备方法得到的阻燃腈纶纤维。10.权利要求1～2之任一项所述阻燃腈纶纤维或根据权利要求3～9之任一项所述制备方法得到的阻燃腈纶纤维在功能性纺织品领域中的应用。2CN116024692A说明书1/7页一种阻燃腈纶纤维及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及功能性纺织品技术领域，具体地说，是涉及一种不含卤族元素的阻燃腈纶纤维及其制备方法和应用。背景技术[0002]腈纶纤维，学名为聚丙烯腈纤维，通常是指含丙烯腈在85％以上的丙烯腈共聚物或均聚物的纤维，国内简称腈纶。腈纶具有许多优良性能，如质轻保暖、易洗快干、防蛀、防霉，故有“人造羊毛”的美称，其耐光性和耐辐射性较好，而且耐虫蛀、耐霉菌，对一般化学药品的稳定性好等。[0003]腈纶制品中约90％为民用，民用制品中以短切纤维为主，96％以上用于服饰；工业用途主要是制作帆布、过滤材料、保温材料和包装用布等。但是腈纶的阻燃性能很差，极限氧指数只有17‑20％。随着合成纤维生产技术的不断发展，各种改性的腈纶也相继出现，目前已经工业化的阻燃腈纶产品大多采用共聚阻燃改性方法而制得。共聚单体一般包括：氯乙烯、偏二氯乙烯等。其氧指数通常可以达到26‑33％，具有良好的阻燃效果。但是由于在共聚过程中含氯量一旦下降，其阻燃效果就会很差，因此含氯单体通常引入量大，通常达到质量百分比为43～55wt％，这也导致了腈氯纶在燃烧时发烟量巨大，会造成严重的环境问题。并且由于大量含氯单体的引入，使得腈氯纶的纺丝工艺不得不将采用与通用腈纶不同的聚合和湿法纺丝工艺，这对工厂来说，改