[發明專利]阻燃聚丙烯腈纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202010628026.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113882143A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 董雪;周勤灼;沈志剛;李磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: D06M11/70
• 分類號: D06M11/70;D06M13/364;D06M101/28
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明提供了一種阻燃聚丙烯腈纖維及其制備方法，本發明提供的阻燃聚丙烯腈纖維包括聚丙烯腈纖維和助燃劑，其中所述助燃劑為次磷酸鹽和三聚氰胺氰尿酸鹽。本發明的阻燃聚丙烯腈纖維所需的原料均低毒或無毒，且工藝簡單，污染低，適合大規模開發與利用，是一種真正環境友好的綠色高分子材料；并且本發明提供的阻燃劑具有磷?氮協同效應，可高效提高聚丙烯腈纖維的阻燃性能。

技術領域

本發明涉及一種阻燃聚丙烯腈纖維及其制備方法。

背景技術

聚丙烯腈纖維，又稱為腈綸纖維，是由質量分數大于85％的丙烯腈與第二和第三單體共聚而得的，后經干法紡絲或濕法紡絲方法制得的纖維。腈綸又因其具有良好的蓬松性及彈性，因此也被稱為合成羊毛。

紡織品作為與人類生活息息相關的日常必需品已被廣泛應用于各行各業，但由于紡織品本身易燃，使其在使用過程中引起火災的可能性不斷增大，人們的生命和財產安全受到巨大的威脅。尤其是，腈綸纖維的極限氧指數(17-20％)較低，纖維及其制品更易燃燒甚至引發火災，據歐洲阻燃劑協會的調查數據顯示，歐洲平均每年就有5000多人因紡織品燃燒造成的火災而喪命，因此，腈綸纖維的阻燃開發具有重大的現實意義。

在現有技術中，對于聚丙烯腈纖維的阻燃改性通常采取三種方式，一種是利用阻燃劑進行浸漬，統稱為織物后整理的方法，這種方法對環境污染大，通常還不耐洗；其二是共聚或共混含有鹵族元素的阻燃劑，如由丙烯腈于氯乙烯或偏氯乙烯共聚后紡制的腈氯綸，是世界上唯一產業化的共聚阻燃聚丙烯腈纖維，具有良好的阻燃性能，但是該纖維及其制品在燃燒時會放出大量的煙霧，還有有毒的鹵化氫氣體，從而使腈氯綸的推廣和使用受到了極大的阻礙，尤其是在提倡環保的今天，開發具有綠色環保的阻燃聚丙烯腈纖維顯得尤為重要；其三是含磷阻燃劑的使用，這種方式由于受限于阻燃劑昂貴，或制備過程有毒有害，目前還并未有市售產品出現。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種阻燃聚丙烯腈纖維及其制備方法，本發明通過與含磷阻燃劑及三聚氰胺氰尿酸鹽進行共混改性的聚丙烯腈纖維(腈綸纖維)具有阻燃改性的特點，本發明引入的阻燃結構不含有傳統阻燃的鹵族元素，且所需的原料均低毒或無毒，因而不存在鹵族元素的毒性問題，也不存在燃燒過程中的環境污染問題，且工藝簡單，污染低，適合大規模開發與利用，是一種真正環境友好的綠色高分子材料；并且本發明提供的阻燃劑具有磷-氮協同效應，可高效提高聚丙烯腈纖維的阻燃性能。

本發明的第一方面提供了一種阻燃聚丙烯腈纖維，其包括聚丙烯腈纖維和助燃劑，其中所述助燃劑為次磷酸鹽和三聚氰胺氰尿酸鹽。

根據本發明的一些實施方式，所述次磷酸鹽和三聚氰胺氰尿酸鹽的質量比為70:30-98:2，例如72:28、74:26、78:22、80:20、82:18、84:16、86:14、88:12、90:10、92:8、94:6、96:4。

根據本發明的優選實施方式，所述次磷酸鹽和三聚氰胺氰尿酸鹽的質量比為70:30-90:10。

根據本發明的一些實施方式，所述次磷酸鹽的結構式如式(I)所示：

式(I)中，R₁和R₂相同或不同，各自獨立地選自氫、C₁-C₁₀烷氧基、C₁-C₁₀烷基或C₆-C₂₀芳基；M選自金屬元素。

根據本發明的優選實施方式，式(I)中，R₁和R₂相同或不同，各自獨立地選自氫、C₁-C₆烷基或C₆-C₁₀芳基。