專利名稱：一種有色阻燃丙綸纖維及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種丙綸纖維及其制備方法和應用，特別涉及一種有色阻燃丙綸纖維。
背景技術：
近十年來，我國聚丙烯工業發展很快，1995年產量為107.3萬噸，2000年突破300 萬噸，2004年產量猛增到474.9萬噸，盡管我國的聚丙烯產量增長較快，但仍然不能滿 足國內市場迅速增長的需求，每年都有大量進口， 2004年我國約進口聚丙烯300萬噸， 為歷史最高紀錄，而且仍有增長的趨勢。丙綸是聚丙烯很有發展潛力的品種，除作為服 裝用纖維外，產業用丙綸是近年發展的熱點。隨著對工程質量重視，改性聚丙烯纖維及 土工織物在道路、水庫、堤壩建設等方面的應用將有所增加。此外，聚丙烯長絲、熔噴 無紡布在醫療及衛生材料方面的消費增長也很快。但是由于該產品屬可燃物，使其在要 求阻燃的航空、鐵路和其它交通運輸行業、賓館、飯店、公共娛樂場所的裝飾材料及消 防等特種行業工作服的方面應用受到了 一定的限制。
自七十年代以來世界各國對阻燃纖維的研究和應用開發日益活躍，各種阻燃纖維品 種不斷問世。阻燃劑按化學成份可以分為有機阻燃劑和無機阻燃兩大類。有機阻燃劑又 分為磷系和鹵系兩個系列。
用于纖維阻燃改性的有機阻燃劑主要是含鹵素和含磷的阻燃劑。含鹵素，特別是含 氯、溴的阻燃劑雖然較為有效且應用廣泛，但在燃燒時易釋放有刺激性和腐蝕性的鹵化 氫氣體，尤其是常與協同劑銻氧化物配合使用時，其材料燃燒還會釋放大量的煙霧，這 些都會對人的生命安全造成一定威脅，除此之外，氧化銻本身屬非熔物質，在紡絲過程 中易堵塞擠絲或噴絲的板孔，從而使換板周期縮短，降低生產效率。在生產中，這類阻 燃劑首先混合到聚酯切片中，再按通常的紡絲工藝生產纖維，生產工序受到影響，也影 響了紡絲纖維的性能。從而也使含鹵阻燃劑的應用受到限制。
無機阻燃劑主要品種有氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻、氧化錫、氧化鉬、鉬 酸銨、硼酸鋅等，其中以氫氧化鋁與氫氧化鎂因分解吸熱量大，并產生H20可起到隔絕空氣作用，其分解后氧化物又是耐高溫物質，故二種阻燃劑不僅可起到阻燃作用，而且 可以起到填充作用，它所具有不產生腐蝕性鹵氣及有害氣體、不揮發、效果持久、無毒、 無煙、不滴等特點。其阻燃機理如下是在受熱時發生分解吸收燃燒物表面熱量起到阻
燃作用；同時釋放出大量水分稀釋燃物表面的氧氣，分解生成的活性氧化物附著于可燃
物表面又進一步阻止了燃燒的進行。其中氫氧化鋁與氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒 有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高 分子燃燒所產生的有害氣體和煙霧，特別是活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留 物，從使燃燒很快停止的同時消除煙霧、阻止熔滴，是一種非常優秀的的環保型無機阻
燃劑。但是其最大的缺點是阻燃效率低，填充量大(填充量一般為40 —60wt%),與
高分子材料相容性差、難分散，導致材料的力學性能、電學性能和加工性能嚴重下降。
文獻號為CN 1341669 、 CN 1 465618 、 CN 1696188 、 CN 1712444的中國發明專 利中公開了解決阻燃的一些辦法，就是對其進行表面處理和超細化，從而提高其阻燃效 果。文獻號為CN1 341694 、 CN 1359853 、 CN 1389521 、 CN 1542036 、 CN 1718582 的中國發明專利中，公開了制備納米Mg(OH)2的諸多方法，主要有溶膠凝膠法、水 熱法、共沉淀法。但水熱法要在高壓條件下制備，條件較苛刻，溶膠凝膠法制得的Mg (OH)2 :粒徑較難控制。
同時段玉豐等人在超細Al(OH)3對PP球晶結構和性能的影響中提到觀察晶體結構發 現，超細Al(OH)3使聚丙烯(PP)球晶明顯細化。裘翌昕在官能團化聚丙烯對Mg(OH)2 / PP結晶與熔融行為的影響，麥堪成在官能團化聚丙烯對Mg(OH)2 / PP力學性能的影響， 李欣等在Mg(OH)2 / RP對PP / OMMT復合材料阻燃性能的影響中討論了Mg(OH)2對于 PP阻燃及力學性能還有結晶行為的影響。雖然其在制備過程中還要加入改性聚丙烯但是 同樣證明了Mg(OH)2在PP中有降低結晶度的作用。
盡管為了獲得阻燃性而使用高磷含量的磷化合物作為阻燃劑來處理聚醋纖維，但如 果磷化合物沒有深深地滲透到纖維中而是附著在纖維的表面，磷化合物可以很容易地從 纖維上去掉，并且不能保持預期的阻燃性。例如，當聚酯纖維用于衣服等時，磷化合物 很容易通過洗滌從纖維上去掉。另一方面，盡管為了獲得阻燃性而使用低磷含量的磷化 合物作為阻燃劑來處理聚醋纖維，但只要磷化合物滲透到纖維中，并且纖維和磷化合物之間的物理附著性好，就可以保持預期的阻燃性。因此，在將阻燃性賦予聚醋纖維時， 需要磷含量高且不容易從纖維上除去的磷化合物，目的在于使該纖維獲得足夠的阻燃性 并降低阻燃劑的用量。而在日本特開2001— 254268中公開的方法構建了通過在浴槽的 所謂處理來將阻燃性賦予聚酯纖維的技術，其中，使用染料和僅由芳香骨架構成的縮合 的磷化合物作為阻燃劑，同時賦予阻燃性并進行染色。但是實驗發現這種方法趨向于容 易損失染料，并且耐磨性較差，這是因為用于處理的磷化合物與染料之間的相容性太高。 因此，染成深顏色的聚酯纖維不能長期保持所得到的阻燃性和顏色。另外，這樣的聚酯 纖維耐的洗滌性太差。
除了追求阻燃的功能效果外，對于面料的風格也是消費者所關心的問題。丙綸具有 優越的性能，尤其是細旦丙綸，疏水性好，毛細管效應和抗菌抗霉性較好，熱傳導系數 小，具較好保溫效果，且能抗起球起毛，是業內公認的舒適性最好的化纖。但是，對丙 綸的染色一直是國際上公認的難題。由于其可染性差，此前， 一直通過加工色母粒生產 有色丙綸，即使添加色母粒仍然需添加較大量顏料。丙綸的難于上色的主要是由于其致 密的結晶堆砌造成顏料無法進入丙綸規整的結晶區從而導致色澤偏淡，臺灣等紡織業較 發達地區雖已能對丙綸染色，但也只停留于淺色系，因而丙綸在紡織界的應用范圍受較 大局限。
丙綸著色是以顏料為主，顏料分為有機顏料和無機顏料有機顏料的特點是多溶于 普通溶劑，透明性好、著色力強、比重小、用量少、彩色鮮艷，但耐熱性差，易出現升 華和高溫分解現象，因而使用受到限制。無機顏料是丙綸紡前染色的主要著色劑，因其 對光熱穩定性好，耐候和耐遷移性好而被大量使用缺點是， 一些顏料色澤暗淡，不鮮 艷，且在紡絲過程中易堵塞噴絲頭組件等，這些不利因素可通過不斷提高染料質量問題 予以解決。丙綸色母粒中的有機顏料顆粒度以1 0. 02jum為宜，無機顏料則要求99% 不得大于^m， 一般以O. 3 0. 6|im的所占比例越高，分散性越好。但也要視不同顏 料有所不同，如鈦白粉1 0. 2nm碳黑0.1 0.01pm為宜。如果某些顏料過細，如低于 0. 2pm的顆粒所占比例較大時就會出現，第一、重新絮凝為大顆粒，難保持微粒化狀 態；第二、由于可見光的衍射作用使光繞過顏料粒子穿射過去，增加著色物的透明性使 顏色難以穩定，例如紅色可能變得偏黃，藍色變得偏綠等。為使顏料能均勻分散和利于降低螺桿轉動阻力，提高擠出速度，改善加工性能，都 需加入PE蠟或PP蠟，如美國AIlied Chemical公司的Ac 617APE蠟(熔點99.4'C,分子量 1100)和德國Hoechst公司的PP230蠟(熔點158'C ，分子量3000)等，另外高熔體指數PP、 PE載體也是良好的分散劑,另外孫玉聲在丙綸染色用色母粒原材料選擇與工藝技術中還 有報道一種超分散劑用于丙綸色母粒中，這是一種具有啶系基團的聚合物強濕潤劑，它 對顏料顆粒表面和對聚合物鏈有較強親合力，可促進顏料在聚烯烴中均勻分散，使顏料 的著包力提高三分之一。
一般用量每平方米的顏料表面加入l 2mg超分散劑，就能獲 得顯著效果。
如何獲得同時具有高上色效果與高阻燃性的復合丙綸纖維，同時所添加的添加劑 對于可紡性又不能產生不良影響， 一直是人們十分關注的難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種有色阻燃丙綸纖維及其制備方法和應用，以克服現有技術
的不足，滿足人們的需求。
本發明的有色阻燃丙綸纖維，其組分和重量份數含量包括 色母粒1 10份，阻燃母粒1 20份，丙綸成纖切片98 70份； 優選的，色母粒5 10份，阻燃母粒5 15份，丙綸成纖切片75 90份。 一束纖維的總纖度在50—200dtex， 一束纖維在36—144根，以此纖維制備的織物
氧指數為28—40;
所說的丙綸成纖切片分子量為200000 300000，可以采用市售的產品，如金山石化 牌號為CD-300聚丙烯產品；
所述的色母粒的組分和重量份數為 聚丙烯 65 90份
染料 10 35份
優選的，還包括
二氧化硅 0 5份
油酸酰胺 0 7.0份
脂肪酸季戊四醇部份酯0 2.5份
7硫酸鋇 0 5份。
所述的染料為按照英國染色家協會和美國紡織化學家和染色家協會合編出版的國 際性染料、顏料品種匯編染料索引(C.I),包括
C.I顏料黃83(C丄No.2謂)、C.I.顏料黑7(C.I.No.77266)、 C丄顏料紅38 (C.I. No . 21120)、 C.I.顏料藍15 :1 ( C .1. No . 74160)、 C .1.顏料綠7 ( C. I. No . 74260)、 C .1.溶劑藍122 (C.I. No . 60744)、 C . I.顏料白(C . I. No . 77891 )、 C. I.顏 料藍15 : 3 (C.I. No 74160)、 C.I.溶劑紫13 (C .1. No . 60725)、 C .1 顏料紅146 (C I. No . 12515)、 C丄顏料黑7 (C . I. No . 77266)、 C.I.顏料棕25 (C . I. No . 12510) 或C.I.顏料綠7( C . I. No . 74260)中的一種；
所述的阻燃母粒為磷系阻燃劑、改性氫氧化鎂、改性納米氫氧化鋁和丙綸成纖切片
的共混物，重量份數為磷系阻燃劑氫氧化鎂氫氧化鋁-io:3 5:o 1.5，阻燃
母粒中，磷系阻燃劑、納米氫氧化鎂和納米氫氧化鋁的重量為母粒總重量的5 30%; 所說的磷系阻燃劑，化學結構式為
可采用市售產品，如SchillSeilacher公司的產品；
所述改性氫氧化鎂為聚乙二醇辛基苯基醚改性的納米氫氧化鎂，平均粒徑為30 lOOnm，所述改性氫氧化鋁為聚乙二醇辛基苯基醚改性的納米氫氧化鎂，平均粒徑為30 lOOnm;
在纖維中，當納米氫氧化鎂比例含量小于l重量份時，氫氧化鎂分解生成的氧化鎂 層和水蒸氣量不足，吸熱量少，致使阻燃性能下降同時檢測不到纖維結晶度變化不能減 少顏料添加量；當磷系阻燃劑比例含量小于1重量份時，復合材料的燃燒成炭速率下 降，不能有效抑制火焰在聚丙烯內部的蔓延；當納米氫氧化鎂比例含量大于5量份時， 與聚丙烯相容性差、難分散，導致材料的力學性能和加工性能嚴重下降；當有磷系阻燃 劑比例含量大于5重量份時，復合材料阻燃性能沒有進一步改善。改性氫氧化鎂或改性氫氧化鋁的制備方法如下
在8 30wt^的氯化鎂水溶液或者是8 30wt %氯化鎂水溶液中，加入所述水溶液 總重量0.5 3.5w %的聚乙二醇辛基苯基醚和十二垸基苯磺酸鈉混合物，然后加入3 10wt。/。NaOH水溶液，調整pH值至8.5 10，在10 30°C，沉淀反應0.5 3小時，然 后放置熟化0.5 3h，收集沉淀物，即得納米Mg(OH)2或者是Al(OH)3粉末，平均粒徑
為30 100腿；
十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚的重量比為1:1 3。 本發明的有色阻燃丙綸纖維的制備方法，包括如下步驟-
將阻燃母粒、色母粒和丙綸成纖切片在螺桿擠壓機中加熱熔融，壓縮成熔體，并由 其旋轉螺桿擠出，然后送入分配管、靜態混合器和計量泵，通過噴絲頭噴絲、冷卻成形、 獲得有色阻燃丙綸纖維。
所制備的有色阻燃丙綸纖維可廣泛應用于服用領域、裝飾領域和產業領域，制備各 類阻燃裝飾用墻體織物、阻燃工作服、阻燃面料。
本發明的有色阻燃丙綸纖維具有以下優點
(1) 阻燃劑性能優良，添加量少，有機無機阻燃劑的協同作用，無機阻燃劑同時起 到降低纖維結晶致密度的作用使顏料便于進入纖維深層。添加有機磷系阻燃劑可以減少 無機阻燃劑添加量降低因為添加無機阻燃劑而造成的纖維力學性能降低。而降低PP的 結晶度就便于染料進入PP的無定形區從而使染料分布均勻從而起到降低染料使用量的 作用。同時有機磷系阻燃劑與聚丙烯基體和顏料具有良好的相容性可以改善顏料分散性 與聚丙烯流動性。紡絲性能得以改善，阻燃效果好、分解溫度高、熱穩定性好、發煙量 少、無毒、無腐蝕性、無窒息性、與高分子材料相容性好、基本不影響材料的原有性能 及生產要求。
(2) 本方法制造的阻燃丙綸長絲性能指標符合標準要求，纖維柔軟富有彈性，阻 燃性能好，阻燃效期長。
具體實施例方式
實施例1
納米氫氧化鎂的制備在10wt X氯化鎂水溶液中加入總重量為氯化鎂水溶液總重量的2wt %的聚乙二醇 辛基苯基醚和十二烷基苯磺酸鈉混合物，十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚的重 量比為1:3;攪拌下滴加5wt。/。NaOH水溶液，調整pH值至8.5 ，溫度30'C，沉淀 反應2小時，完畢后，放置熟化0.5h，將所得沉淀抽濾、洗滌、烘干，即得納米Mg(OH)2 粉末。所述的納米氫氧化鎂的平均粒徑為30nm 。
實施例2
納米氫氧化鋁的制備
在30wt X氯化鎂水溶液中加入總重量為氯化鎂水溶液總重量的lwt %的聚乙二醇 辛基苯基醚和十二烷基苯磺酸鈉混合物，十二烷基苯磺酸鈉與聚乙二醇辛基苯基醚的質 量比為1:1;攪拌下滴加3wt%NaOH水溶液，調整pH值至10 ，溫度10°C ，沉 淀反應1.5小時，完畢后，放置熟化3h ，將所得沉淀抽濾、洗滌、烘干，即得納米Al (OH)3粉末。所述的納米氫氧化鋁的平均粒徑為100nm 。
實施例3
阻燃母粒的制備 以下均為重量份。
磷阻燃劑10份、實施例1的氫氧化鋁4份，實施例2的氫氧化鎂為1份，纖維級 聚丙烯切片85份。
采用上海化工機械四廠生產的SHL-35型雙螺桿擠出機加本技術領域公知的靜態 混合器，進料螺桿50r/min，主螺桿150r/min。利用熔體擠出，水下冷卻成條，并切粒。 母粒規格約為3X2X2mm，切斷速度為400r/min。共混螺桿各區溫度范圍為200~230 °C
實施例4
阻燃母粒的制備 以下均為重量份。
磷阻燃劑10份、實施例0份，實施例2的氫氧化鎂為4份，纖維級聚丙烯切片86份。
采用上海化工機械四廠生產的SHL-35型雙螺桿擠出機加本技術領域公知的靜態 混合器，進料螺桿50r/min，主螺桿150r/min。利用熔體擠出，水下冷卻成條，并切粒。母粒規格約為3X2X2mm，切斷速度為400r/min，共混螺桿各區溫度范圍為200~230 °C
實施例5
色母粒的制備
采用上海化工機械四廠生產的SHL-35型雙螺桿擠出機加本技術領域公知的靜態混 合器，進料螺桿50r/min，主螺桿150r/min。利用熔體擠出，水下冷卻成條，并切粒。 母粒規格約為3 X2X2mm，切斷速度為400r/min。。共混螺桿各區溫度范圍為200~ 230 。C。
母粒的配方如下
(1) 75重量％聚丙烯，1.5重量％二氧化硅和23.5重量C.I顏料黃83 (C丄No.21108);
(2 ) 75重量％聚丙烯、0 . 5重量％煅制二氧化硅和24 . 5重量XC .I.顏料黑7 (C .1. No . 77266 );
(3)75重量°/。聚丙烯、1重量％煅制二氧化硅和24重量C.I.顏料紅38(C.I. No. 21120);
(4 ) 75重量％聚丙烯、0 . 5重量％煅制二氧化硅和24 . 5重量％(3.1.顏料藍 15 :"C.I.No.74160 );
(5)75重量％聚丙烯、3重量％煅制二氧化硅和22重量XC丄顏料綠7(C.I. No. 74260 );
(6 ) 75重量％聚丙烯、5重量％煅制二氧化硅和20重量XC丄溶劑藍122 (C.I. No 60744 );
(7) 85重量％聚丙烯、2.5重量％煅制二氧化硅和12.5重量XC.I.顏料白(C. I. No. 77891 );
(8) 79重量％聚丙烯、10重量％ C. I.顏料藍15:3(C丄No . 74160 )、 1重 量％煅制二氧化硅和10重量％ C丄溶劑紫13 ( C .1. No . 60725 );
(9) 70重量％聚丙烯、22.5重量o/oC.1 .顏料紅146 (C.I. No. 12515 )、 7.0 重量％油酸酰胺0.5重量％煅制二氧化硅；
(10) 65重量％聚丙烯、35重量。/。C.1 .顏料.黑7(C.I.No.77266 );
11(11 ) 73重量％聚丙烯、22重量％ C . I .顏料棕25 ( C . I. No . 12510 )、 2.5 重量％脂肪酸季戊四醇部份酯0.5重量％煅制二氧化硅；
(12 ) 75重量％聚丙烯、19 . 5重量XC . I .顏料綠7 ( C . I. No . 74260 )、 5
重量％硫酸鋇、0.5重量％煅制二氧化硅。
實施例6
有色阻燃丙綸纖維的制備-
實施例3的阻燃母粒5重量份；實施例4中，(1)號色母粒5重量份，的聚丙烯切 片洛陽石化產牌號MI-26 90份。
切片經存料桶輸送到VC406A螺桿擠壓機，共混切片進入螺桿擠壓機加熱熔融、 壓縮，由旋轉螺桿擠出的共混熔體經分配管、靜態混合器進入計量泵熔融紡絲，螺桿采 用加熱夾套進行升溫，其各區的溫度分別為一區220 'C ， 二區255 °C ，三區265 °C ，四區250 °C ，五區245 °C ，六區250 。C ,螺桿壓力85kg/cm3 。切片經熔 融，再經螺桿擠壓變成熔體，通過箱體中的計量泵計量后，經噴絲板噴48孔出絲束。 然后經側吹風進行冷卻成形，側吹風溫度30 °C ，相對濕度65 % ,風速0 . 3米/ 秒；凝固成絲條后通過甬道至VC406A巻繞機組上油。油劑型號PP-218 ，按油劑 濃度為4 %的濃度比例和蒸餾水進行混合配制而成，油輪轉速為4轉/分鐘。上好油 劑的絲條巻取成絲筒。巻取通過巻繞機巻取成形，其巻取速度600米/分鐘，巻繞環 境溫度24 。C ，相對濕度45 %。巻取好的絲筒送到VC443拉伸機組進行加熱拉伸。 其拉伸過程為通過不同速度的三只導絲盤來實現，而速度則通過齒輪拖動來實現，其中 上導絲盤需加熱至90 °C ，中導絲盤需加熱至95 'C ,熱板定型溫度110 °C 。目的 是使絲條經高溫結晶后有取向度，便于拉伸，經過熱板定型。拉伸速度670米/分， 拉伸總倍數為3.7倍，拉伸間溫度控制在30 t)，相對濕度55% 。拉伸好的絲條則 為成品絲。
成品丙綸纖維經過物理性能檢測、染色檢驗，外觀檢驗后分級包裝。質量指標單 絲纖度1.5dtex，斷裂強度3.1CN /dtex,斷裂伸長率21.8%,氧指數(測試標準GB/T 5454-1997)35，垂直燃燒性能中續燃時間(測試標準GB/T 545-1997) 〈ls;阻燃時間(測 試標準GB/T 545-1997) <ls;損毀長度(測試標準GB/T 545-1997) 85mm。對比樣差別參照GB250和GB251對比達到相同顏色纖維本配方可節省質量比色母粒12%。
實施例6
有色阻燃丙綸纖維的制備
實施例4的阻燃母粒5重量份；實施例5中，(3)號色母粒7重量份，的聚丙烯切 片洛陽石化產牌號MI-26 88份。
切片經存料桶輸送到VC406A螺桿擠壓機，共混切片進入螺桿擠壓機加熱熔融、 壓縮，由旋轉螺桿擠出的共混熔體經分配管、靜態混合器進入計量泵熔融紡絲，螺桿采 用加熱夾套進行升溫，其各區的溫度分別為一區225 °C ， 二區258 'C ，三區262 °C ，四區255 °C ，五區250 °C ，六區255 °C ，螺桿壓力80kg/cm3 。切片經烙 融，再經螺桿擠壓變成熔體，通過箱體中的計量泵計量后，經噴絲板72孔噴出絲束。 然后經側吹風進行冷卻成形，側吹風溫度30 °C ，相對濕度65 % ,風速0 . 3米/ 秒；凝固成絲條后通過甬道至VC406A巻繞機組上油。油劑型號PP-218 ，按油劑 濃度為4 %的濃度比例和蒸餾水進行混合配制而成，油輪轉速為4轉/分鐘。上好油 劑的絲條巻取成絲筒。巻取通過巻繞機巻取成形，其巻取速度600米/分鐘，巻繞環 境溫度24 °C ，相對濕度45 %。巻取好的絲筒送到VC443拉伸機組進行加熱拉伸。 其拉伸過程為通過不同速度的三只導絲盤來實現，而速度則通過齒輪拖動來實現，其中 上導絲盤需加熱至90 °C ，中導絲盤需加熱至95 °C ，熱板定型溫度110 'C 。目的 是使絲條經高溫結晶后有取向度，便于拉伸，經過熱板定型。拉伸速度700米/分， 拉伸總倍數為3.8倍，拉伸間溫度控制在30 °C ，相對濕度55% 。拉伸好的絲條則 為成品絲。
成品丙綸纖維經過物理性能檢測、染色檢驗，外觀檢驗后分級包裝。質量指標單 絲纖度1.2dtex，斷裂強度2.9CN /dtex,斷裂伸長率17.8%,氧指數(測試標準GB/T 5454-1997)35,垂直燃燒性能中續燃時間(測試標準GB/T 545-1997) 〈ls;阻燃時間(測 試標準GB/T 545-1997) <ls;損毀長度(測試標準GB/T 545-1997) 82mm。對比樣差別 參照GB250和GB251對比達到相同顏色纖維本配方可節省質量比色母粒18%。
實施例7
有色阻燃丙綸纖維的制備實施例3的阻燃母粒IO重量份；實施例5中，(6)號色母粒10重量份，的聚丙烯 切片洛陽石化產牌號MI-26 80份。
切片經存料桶輸送到VC406A螺桿擠壓機，共混切片進入螺桿擠壓機加熱熔融、 壓縮，由旋轉螺桿擠出的共混熔體經分配管、靜態混合器進入計量泵熔融紡絲，螺桿采 用加熱夾套進行升溫，其各區的溫度分別為一區228 °C ， 二區252 °C ,三區260 °C ，四區258 °C ，五區250 'C ,六區255 °C ，螺桿壓力82kg/cm3 。切片經熔 融，再經螺桿擠壓變成熔體，通過箱體中的計量泵計量后，經噴絲板80孔噴出絲束。 然后經側吹風進行冷卻成形，側吹風溫度30 °C ，相對濕度65 % ，風速0 . 3米/ 秒；凝固成絲條后通過甬道至VC406A巻繞機組上油。油劑型號PP-218 ,按油劑 濃度為4 %的濃度比例和蒸餾水進行混合配制而成，油輪轉速為4轉/分鐘。上好油 劑的絲條巻取成絲筒。巻取通過巻繞機巻取成形，其巻取速度700米/分鐘，巻繞環 境溫度24 °C ，相對濕度45 %。巻取好的絲筒送到VC443拉伸機組進行加熱拉伸。 其拉伸過程為通過不同速度的三只導絲盤來實現，而速度則通過齒輪拖動來實現，其中 上導絲盤需加熱至90 °C ，中導絲盤需加熱至95 'C ，熱板定型溫度110 'C 。目的 是使絲條經高溫結晶后有取向度，便于拉伸，經過熱板定型。拉伸速度700米/分，拉 伸總倍數為4倍，拉伸間溫度控制在30 °C ，相對濕度55% 。拉伸好的絲條則為成 品絲。
成品丙綸纖維經過物理性能檢測、染色檢驗，外觀檢驗后分級包裝。質量指標單 絲纖度l.Odtex，斷裂強度3.3CN /dtex，斷裂伸長率15.8%，氧指數(測試標準GB/T 5454-1997)32，垂直燃燒性能中續燃時間(測試標準GB/T 545-1997) 〈ls;阻燃時間(測 試標準GB/T545-1997) <ls;損毀長度(測試標準GB/T545-1997) 86mm。對比樣差別 參照GB250和GB251對比達到相同顏色纖維本配方可節省質量比色母粒15%。
實施例8
有色阻燃丙綸纖維的制備
實施例3的阻燃母粒15重量份；實施例5中，(9)號色母粒5重量份，的聚丙烯 切片洛陽石化產牌號MI-26 80份。
切片經存料桶輸送到VC406A螺桿擠壓機，共混切片進入螺桿擠壓機加熱熔融、
14壓縮，由旋轉螺桿擠出的共混熔體經分配管、靜態混合器進入計量泵熔融紡絲，螺桿釆 用加熱夾套進行升溫，其各區的溫度分別為一區228 °C ， 二區252 °C ，三區260 °C ，四區258 °C ，五區250 °C ，六區255 °C ，螺桿壓力84kg/cm3 。切片經熔 融，再經螺桿擠壓變成熔體，通過箱體中的計量泵計量后，經噴絲板80孔噴出絲束。 然后經側吹風進行冷卻成形，側吹風溫度30 °C ，相對濕度65 % ，風速0 . 3米/ 秒；凝固成絲條后通過甬道至VC406A巻繞機組上油。油劑型號PP-218 ,按油劑 濃度為4 %的濃度比例和蒸餾水進行混合配制而成，油輪轉速為4轉/分鐘。上好油 劑的絲條巻取成絲筒。巻取通過巻繞機巻取成形，其巻取速度650米/分鐘，巻繞環 境溫度24 °C ，相對濕度45 %。巻取好的絲筒送到VC443拉伸機組進行加熱拉伸。 其拉伸過程為通過不同速度的三只導絲盤來實現，而速度則通過齒輪拖動來實現，其中 上導絲盤需加熱至90 °C ，中導絲盤需加熱至95 °C ，熱板定型溫度110 'C 。目的 是使絲條經高溫結晶后有取向度，便于拉伸，經過熱板定型。拉伸速度700米/分，拉 伸總倍數為4,2倍，拉伸間溫度控制在30 'C ，相對濕度55 % 。拉伸好的絲條則為 成品絲。
成品丙綸纖維經過物理性能檢測、染色檢驗，外觀檢驗后分級包裝。質量指標單 絲纖度l.ldtex，斷裂強度3.5CN /dtex,斷裂伸長率13%,氧指數(測試標準GB/T 5454-1997)38，垂直燃燒性能中續燃時間(測試標準GB/T 545-1997) 〈ls;阻燃時間(測 試標準GB/T 545-1997) <ls;損毀長度(測試標準GB/T 545-1997) 80mm。對比樣差別 參照GB250和GB251對比達到相同顏色纖維本配方可節省質量比色母粒10%。
盡管本發明參考優選實施方案進行了描述，但本領域普通技術人員應該明白，可 進行各種變化，且當量可對于其元素進行替代，而不超出本發明的范圍。此外，可根據 本發明的教導進行許多修正，以適應具體的用途和材料，而不超出其基本范圍.因此， 本發明并不限于作為試圖完成本發明的最佳模式而公開的具體實施方案，但本發明將包 括處于附屬權利要求范圍內的所有實施方案。此處全文參考引用所有引用專利、專利申 請和其他參考文件。
權利要求
1. 一種有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，組分和重量份數含量包括色母粒1～10份，阻燃母粒1～20份，丙綸成纖切片98～70份；所述的阻燃母粒為磷系阻燃劑、改性氫氧化鎂、改性納米氫氧化鋁和丙綸成纖切片的共混物，重量份數為磷系阻燃劑氫氧化鎂∶氫氧化鋁＝10∶3～5∶0～1.5；所說的磷系阻燃劑，化學結構式為
2. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，色母粒5 10份，阻燃 母粒5 15份，丙綸成纖切片75 90份。
3. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于， 一束纖維的總纖度在 50—200dtex， 一束纖維在36—144根，以此纖維制備的織物氧指數為28^40。
4. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，所述改性氫氧化鎂為 聚乙二醇辛基苯基醚改性的納米氫氧化鎂，平均粒徑為30 100nm，所述改性氫氧化鋁 為聚乙二醇辛基苯基醚改性的納米氫氧化鎂，平均粒徑為30 100nm。
5. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，阻燃母粒中，磷系阻 燃劑、納米氫氧化鎂和納米氫氧化鋁的重量為母粒總重量的5 30%。
6. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，所說的丙綸成纖切片 分子量為200000-300000。
7. 根據權利要求1所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，所述的色母粒的組分 和重量份數為聚丙烯 65 90份染料 10 35份。
8. 根據權利要求7所述的有色阻燃丙綸纖維，其特征在于，優選的，所述的色母 粒的組分還包括二氧化硅 0 5份油酸酰胺 0 7.0份脂肪酸季戊四醇部份酯 0 2.5份硫酸鋇 0 5份。
9. 制備權利要求1 8任一項所述的有色阻燃丙綸纖維的方法，其特征在于，包括 如下步驟將阻燃母粒、色母粒和丙綸成纖切片在螺桿擠壓機中加熱熔融，壓縮成熔體， 并由其旋轉螺桿擠出，然后送入分配管、靜態混合器和計量泵，通過噴絲頭噴絲、冷卻 成形、獲得有色阻燃丙綸纖維。
10. 權利要求1 8任一項所述的有色阻燃丙綸纖維的應用，其特征在于，用于服 用領域、裝飾領域或產業領域，制備各類阻燃裝飾用墻體織物、阻燃工作服、阻燃面料。
全文摘要
本發明提供了一種有色阻燃丙綸纖維及其制備方法和應用，所述纖維組分和重量份數含量包括色母粒1～10份，阻燃母粒1～20份，丙綸成纖切片98～70份；所述的阻燃母粒為磷系阻燃劑、改性氫氧化鎂、改性納米氫氧化鋁和丙綸成纖切片的共混物，重量份數為磷系阻燃劑∶氫氧化鎂∶氫氧化鋁＝10∶3～5∶0～1.5。本發明阻燃劑性能優良，可以改善顏料分散性與聚丙烯流動性，紡絲性能得以改善，分解溫度高、熱穩定性好、發煙量少、無毒、無腐蝕性、無窒息性，基本不影響材料的原有性能及生產要求，獲得的阻燃丙綸長絲性能指標符合標準要求，纖維柔軟富有彈性，阻燃性能好，阻燃效期長。
文檔編號D01F6/04GK101481829SQ20091004558
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月20日 優先權日2009年1月20日
發明者江勇明 申請人:浙江依萊特紡織有限公司