[发明专利]一种本质型绿色阻燃Lyocell纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种本质型绿色阻燃Lyocell纤维的制备方法，具体涉及纺织工程技术领域。本发明所述阻燃Lyocell纤维的制备方法包括以下步骤：首先采用磷酸化试剂制备磷酸化生物质型阻燃剂；其次将磷酸化生物质配置成一定浓度的阻燃分散液，将阻燃剂分散液加入到纤维素纺丝液当中，制得具有阻燃功能的纤维素纺丝液，然后经挤出、凝固浴、牵伸和成型等工艺，制备得到具有优异性能的阻燃Lyocell纤维。解决了传统共混型阻燃剂与纤维素纺丝液相容性差且分散不均的问题。本方法简单高效、绿色环保，可实现阻燃Lyocell纤维的大规模生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉纺织工程技术领域，具体涉及一种本质型绿色阻燃Lyocell纤维的制备方法。

背景技术

Lyocell纤维是具有良好的力学、吸湿、悬垂和生物可降解等优良特性的再生纤维素纤维。制备Lyocell纤维采用的溶剂为N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液，纺丝后超过99.5％的NMMO可回收并重复利用，毒性极低，对环境无污染。因此，Lyocell纤维被誉为21世纪的绿色纤维，符合现代社会追求的绿色环保理念。

易燃性是再生纤维素纤维及织物产品的一个共性问题，是生产生活中潜在的火灾危险引发点。为弥补Lyocell纤维的这一缺陷，CN1122617A提供了一种制备阻燃Lyocell纤维的生产方法：在Lyocell纤维成型之后、未进行干燥之前，采用商用的四羟甲基氯化磷-尿素初缩体和N-羟甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺阻燃方法对其进行阻燃整理，从而得到具有阻燃功能的Lyocell纤维。这种阻燃整理方法通常会导致纤维的手感和耐洗涤性变差。为解决Lyocell纤维阻燃耐洗涤性不佳的问题，CN103541034A在纤维素溶解纺丝过程中添加水溶性的阻燃剂3-羟基苯基磷氧基丙酸，利用阻燃剂与纤维素之间的化学反应，制备出耐洗涤性良好的阻燃Lyocell纤维。但是，大量的阻燃剂在纺丝过程中渗入凝固浴，对溶剂造成污染，使溶剂回收变得困难。CN109162096A利用海藻酸盐与金属离子之间的络合作用，在纺丝凝固浴中加入海藻酸盐，在后续水洗过程中加入金属阳离子固化，制备了阻燃Lyocell纤维。保证Lyocell纤维自身强度和伸长等性能指标，且赋予Lyocell纤维优良的阻燃性能。但是，此方法在凝固浴中加入海藻酸盐，同样会导致溶剂回收困难。最近，CN110067034A利用焦磷酸哌嗪或焦磷酸哌嗪与其他阻燃剂的复配物作为阻燃添加剂制备阻燃Lyocell纤维，不仅解决了现有技术中纤维素纤维阻燃性能与力学性能两者难以兼顾的问题，而且克服了阻燃剂在Lyocell纤维纺丝过程中流失严重的问题。但是，该阻燃剂为一种既不溶于水和NMMO、也不与NMMO反应的物质，这就会导致阻燃剂在纺丝液中的分散不均匀和相容性差的问题。分散不均和相容性差是大多数共混型阻燃添加剂的共性问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明目的是在于提供一种本质型绿色阻燃Lyocell纤维的制备方法。阻燃剂及阻燃Lyocell纤维的制备方法简单高效、绿色环保，制备及使用过程中不使用亦不释放有毒物质。本发明突出解决的技术难点是共混型阻燃剂与纺丝液相容性差的问题，以及阻燃剂在纺丝液中分散不均匀的问题。本发明采用一种生物质型阻燃剂添加到Lyocell纤维纺丝液当中，利用生物质阻燃剂的结构优势，提高阻燃剂与纤维素纺丝液相容性，使其均匀分散于纤维素纺丝溶液中，从而制备出阻燃性能良好的Lyocell纤维。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案实现：

一种本质型绿色阻燃Lyocell纤维的制备方法，包括下述步骤：

(1)采用磷酸化试剂对生物质粉末进行磷酸化处理制备磷酸化生物质型阻燃剂；

(2)将磷酸化生物质型阻燃剂配置成一定浓度的阻燃剂分散液；

(3)将阻燃剂分散液加入到纤维素纺丝液当中，制得具有阻燃功能的纤维素纺丝液，然后经挤出、凝固浴、牵伸和成型，制备阻燃Lyocell纤维。