[发明专利]由衍生自磺化聚噁二唑聚合物的纤维共混物制成的阻燃短纤纱

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2010年12月16日提交的美国临时申请Nos.61/423616和61/423620的优先权，所述专利全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及阻燃短纤纱、含有这些纱线的织物和服装、以及它们的制备方法。纱线包含含有磺化聚二唑聚合物的聚合的短纤维的共混物。

背景技术

暴露在火焰、高温和/或电弧等中的工作者需要穿着由耐热纤维制成的防护服和制品。这些防护制品功效的任何增加，或这些制品在保持防护性能的同时舒适性、耐久性和可染性的任何增加，均是受欢迎的。

聚二唑聚合物具有独特的性能，并且可用于许多领域中，例如高性能纤维如阻燃纤维。改善可燃性的方法是制备磺化聚二唑聚合物。这些方法已经包括使用磺化单体和后磺化。Gomes等人(US 20098/0318109、US2008/0193652、US2009/0203870)使硫酸联氨与芳族二元羧酸在磷酸中反应形成一磺化聚二唑共聚物，随后将所述聚合物磺化。另一种方法是在聚合期间使用发烟硫酸以磺化所制得的聚合物。Lee等人(US 7,528,216和US 7,582,721)通过在有限量发烟硫酸下使芳族二元羧酸与硫酸联氨反应，并且使用磺化单体(US 7,528,217)制备磺化无规聚二唑共聚物，制得无规聚二唑共聚物。

因此需要一种将磺化聚二唑掺入到纱线中以便用于防护服的方法，所述防护服利用具有改善的性能诸如阻燃性和可染性的磺化聚二唑纤维的有益效果。

发明内容

本发明公开了包含约50至约95重量份的基于磺化聚二唑的短纤维的阻燃短纤纱，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元：

其中M为阳离子；以及以所述聚合物纤维和纱线中所述纺织品纤维的总量计约5至约50重量份的具有21或更高的极限氧指数和约4克/旦尼尔或更高的韧度的纺织品短纤维。

本发明还公开了包含至少约25重量份至约80重量份的基于磺化聚二唑的短纤维的阻燃短纤纱，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述聚合物纤维和所述纺织品纤维的总量计约20至约75重量份的变性聚丙烯腈纤维。

本发明还公开了包含约50至约95重量份的基于磺化聚二唑的短纤维的阻燃短纤纱，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述聚合物纤维和所述纺织品纤维的总量计约5至约50重量份的具有200克/旦尼尔或更高的拉伸模量的高模量短纤维。

本发明还公开了包含约20至约50重量份的基于磺化聚二唑的短纤维的阻燃短纤纱，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述基于磺化聚二唑的纤维和所述纺织品纤维的总量计约50至约80重量份的刚性棒状短纤维。

本发明还公开了包含阻燃短纤纱的防护服、机织物、非织造织物、带或长丝。

本文所公开的是制备短纤纱的方法，所述方法包括：a)形成约50至约95重量份的基于聚二唑的短纤维的纤维混合物，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述聚合物纤维和所述纺织品纤维的总量计约5至约50重量份的具有21或更高的极限氧指数和约4克/旦尼尔或更高的韧度的纺织品短纤维；以及b)将纤维混合物纺丝成短纤纱。

本发明还公开了制备短纤纱的方法，所述方法包括：a)形成至少约25重量份的基于聚二唑的短纤维的纤维混合物，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述聚合物纤维和所述纺织品纤维的总量计约20至约75重量份的变性聚丙烯腈纤维；以及b)将纤维混合物纺丝成短纤纱。

本发明还公开了制备短纤纱的方法，所述方法包括：a)形成约50至约95重量份的基于聚二唑的短纤维的纤维混合物，所述短纤维包含式(II)和(IIa)之一或二者以及式(I)的重复单元，其中M为阳离子；以及以纱线中所述聚合物纤维和所述纺织品纤维的总量计约5至约50重量份的具有200克/旦尼尔或更高的拉伸模量的高模量短纤维；以及b)将纤维混合物纺丝成短纤纱。