[发明专利]一种阻燃抗菌纤维原丝

说明书

技术领域

本发明涉及纤维原丝制造技术领域，尤其是涉及一种阻燃抗菌纤维原丝。

背景技术

聚丙烯腈纤维也称为腈纶，是由质量百分比大于85%的聚丙烯腈或丙烯腈的丙烯腈共聚物，经干法纺丝或湿法纺丝制成的合成纤维，聚丙烯腈纤维的弹性似羊毛，但保暖性比羊毛还高，同时具有膨松、易染、柔软、色泽鲜艳、不怕虫蛀等优点，可以根据不同的用途要求与天然纤维混纺或纯纺，得到的纺织品可广泛应用于装饰、服装等领域。

但是，由于聚丙烯腈纤维为高分子聚合物纤维属于可燃物质，其极限氧指数为17～18，在合成纤维中属于最低，其使用在一定程度上受到了限制，因此腈纶的阻燃改性意义重大；同时，随着消费水平的提高，消费者对纤维功能化的需求也越来越大，特别是纤维抗菌性能等功能的需求，因此抗菌改性的意义也相当重大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有抗菌功能的阻燃聚丙烯腈纤维原丝。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种阻燃抗菌纤维原丝，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，复合阻燃剂1.5～3.5份，复合抗菌剂0.2～0.4份，有机溶剂300～500份。

作为优选，复合阻燃剂由原料组成：碳酸氢铵8～12wt%，碳酸氢钠10～15wt%，余量为硅藻土。

碳酸氢铵在受热后会分解释放二氧化碳和氨气，二氧化碳和氨气都是不可燃气体，在遇明火后可以抑制燃烧的继续进行，起到阻燃的作用，其分解后释放的阻燃气体量大，阻燃效果好，但是其也存在相应的缺点，即其释放的氨气具有刺激性，大量释放氨气虽然会阻止燃烧的继续进行，但是也会对消费者产生一定的不良影响；碳酸氢钠受热后也会分解，但是其分解只产生无色无味的二氧化碳，不会产生额外的刺激性气体；虽然与碳酸氢铵相比，其产气量较小，但是对人身无刺激性，更加友善；碳酸氢铵与碳酸氢钠复配合用为阻燃剂，即可以起到高效阻燃的功能，也可以保证所产生的刺激性气体能够在可接受范围内，不对人身产生严重的危害；硅藻土是一种多孔的硅酸盐矿物，其具有的多孔性可以使得制备而得的纤维具有一定的隔热性能，更能够保护使用者在遇明火是不会被灼伤、烫伤；同时硅藻土也可以作为碳酸氢钠和碳酸氢铵的载体，使其与聚丙烯腈的复合更加的稳固、均匀，不会发生沉积等现象。

作为优选，复合抗菌剂由以下原料组成：磷酸铝20～30wt%，磷酸钙10～20wt%，余量为三聚磷酸铝。

作为优选，有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种的混合物。

作为优选，硅藻土经过以下预处理：

先将硅藻土粉碎至1～2微米，然后在无水乙醇溶液中超声处理10～600秒，接着在饱和碳酸氢钠溶液中超声处理1～60分钟，最后用水清洗4～6次。

硅藻土预处理可以除去其微孔道中残留的有机物杂质和无机尘埃，同时在饱和碳酸钠溶液中可以发生离子交换作用，除去硅藻土表面及孔道中残存的重金属离子，同时活化其表面及孔道内的表面离子，使其具有更好的吸附性能，能够更好的将复合阻燃剂中的其他组分吸附在其表面和孔道内。

作为优选，阻燃抗菌纤维原丝由以下步骤制得：

a）将聚丙烯腈与有机溶剂混合溶解，并在101～121℃下强力搅拌溶解，搅拌时间为601～721分钟，制得纺丝原液A；

b）向纺丝原液A中加入复合抗菌剂，并在90～100℃下强力搅拌10～20分钟，制得纺丝原液B；

c）纺丝原液B经过一定时间冷却后，向其中加入复合阻燃剂，经搅拌后制成纺丝原液；

d）将纺丝原液输送到纺丝机，经喷丝头挤出后在凝固浴中成型，然后经凝固浴拉伸、水浴和上油过程制得阻燃抗菌纤维原丝。

本发明选用的复合抗菌剂都是具有耐高温的无机磷酸盐类，其可以抵御高温而不发生分解，因此，其可以在较高温度时添加，既能够保证其不被破坏，也能保证其更好的与有机溶剂及聚丙烯腈融合，不发生分离现象；但是复合阻燃剂中的部分成分，如碳酸氢铵和碳酸氢钠属于遇高温易分解的无机物碳酸氢盐，因此需要在溶液稍微冷却后再进行添加，需要选用一个既能够保证与有机成分良好融合，又要能够保证其添加后完整不分解。

作为优选，步骤c中，纺丝原液B冷却至50～60℃时加入复合阻燃剂。

50～60℃，是一个既能够保证复合阻燃剂与有机成分良好融合，又要能够保证其添加后完整不分解的温度区间，温度高了可能会使复合阻燃剂发生部分分解，影响其性能，温度低了又会使其难于与有机成分融合。