[發(fā)明專利]一種高性能的阻燃纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110677134.7
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113308877B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚卓華;黃煒嵐;譚曉露
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州綠徽新材料研究院有限公司
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M11/83;D06M11/79;D06M13/513;D01F6/18;D01F11/06;D06M101/28
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

本發(fā)明涉及一種高性能的阻燃纖維的制備方法，包括將聚丙烯腈分散到水和乙醇的混合溶劑中得到溶膠，然后進(jìn)行靜電紡絲，低溫下收集得到介孔納米纖維，然后浸沒于銀摻雜的納米二氧化鈦水溶膠中進(jìn)行改性處理，然后分散在乙醇和水的混合溶劑中加入硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷和氨水進(jìn)行反應(yīng)，得到具有抗菌、環(huán)保和高阻燃性能的高性能的阻燃纖維材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隔熱阻燃纖維的制備領(lǐng)域，具體涉及一種高性能的阻燃纖維的制備方法。

背景技術(shù)

阻燃纖維是制備具有阻燃效果紡織品的基礎(chǔ)材料，常用的阻燃紡織品例如窗簾、床墊、汽車內(nèi)飾等，家具以及汽車等領(lǐng)域，普遍存在由于高分子材料的應(yīng)用，存在一定的甲醛，且長時間使用容易產(chǎn)生細(xì)菌，對材料的防火性能要求也更高；隨著我國家具和汽車市場的迅速發(fā)展，安全、環(huán)保、衛(wèi)生逐漸成為消費(fèi)者考量的重要因素，因此研究出具有抗菌、環(huán)保以及高阻燃性能的纖維材料具有廣大的應(yīng)用市場。

現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)制備相關(guān)的纖維材料，很難同時滿足高阻燃性、抗菌性以及環(huán)保性能，且即使存在相應(yīng)的阻燃纖維，也存在相應(yīng)性能不高的缺陷。

中國專利CN 110359106 A公開了一種高溫隔熱阻燃纖維，其采用聚酰胺酸鹽水凝膠進(jìn)行溶液紡絲，紡絲時進(jìn)行定向冷凍，并收集冰凍纖維；冰凍纖維進(jìn)行冷凍干燥去除冰晶，得到具有取向孔結(jié)構(gòu)的多孔纖維，但是其孔徑達(dá)到10-100μm，不能達(dá)到有效負(fù)載改性納米材料的附著要求，而且由于孔徑過大，孔徑結(jié)構(gòu)如果負(fù)載納米材料負(fù)載量少，則不能有效負(fù)載（容易在使用過程中分離、脫落），附著量過大，則成本太高，因此需要保證纖維孔徑結(jié)構(gòu)與負(fù)載的納米材料的粒徑相匹配，而通常情況下，無機(jī)納米材料粒徑越小，其相應(yīng)的催化性能和抗菌性能更好，因此上述技術(shù)方案得到多孔纖維無法有效對其改性處理，且得到纖維并非納米纖維，不能滿足高檔紡織品的紡織要求。

中國專利為CN108977915A公開了一種阻燃型丙綸短纖維及其制備方法，介紹了一種阻燃型丙綸短纖維，由以下重量份組分制成，丙綸切片80～120份、聚丙烯腈基碳纖維40～60份、阻燃劑40～60份、分散劑20～40份、增塑劑10～20份和色母粒20～30份，該專利直接將纖維原料和其他改性組分機(jī)械混合，直接將原料機(jī)械混合很難保證組分充分均勻，不能達(dá)到很好的阻燃性能和抗菌性能。

中國專利CN108866668A公開了一種納米阻燃材料，將丙烯單體、含乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑、乳化劑、引發(fā)劑、納米氫氧化鎂、多聚磷酸銨、納米二氧化硅、溶劑，獲得的紡絲溶液通過氣體噴紡工藝制備得到，該工藝將改性組分與纖維原料組分直接混合噴紡得到，雖然阻燃性能好，力學(xué)性能強(qiáng)，但是其抗菌性差和環(huán)保性能不達(dá)標(biāo)。

基于現(xiàn)有技術(shù)中公開的阻燃纖維存在的各種不足，我們公司歷時3年研發(fā)了一種具有抗菌、高阻燃性能的納米纖維材料，且具有十分好的環(huán)保效果。

發(fā)明內(nèi)容

一種高性能的阻燃纖維的制備方法，包括如下步驟：

1）將一定去離子水和無水乙醇按照一定比例混合形成混合溶劑，其中去離子水和無水乙醇的體積比為1:9-15；

2）稱取適量的聚丙烯腈溶于上述混合溶劑中，在50℃劇烈攪拌形成溶膠；

3）將上述溶膠通過靜電紡絲機(jī)進(jìn)行靜電紡絲，調(diào)節(jié)靜電紡絲機(jī)的紡絲電壓為25-45 kV，使紡絲液噴射形成直徑在100-500nm之間的納米纖維，納米纖維噴射到基材上，在基材形成冰凍的固納米纖維；基材為圓形銅片，基材的接收距離為10-20cm；控制靜電紡絲機(jī)中收集基材的溫度為-50℃到-20℃，使溶膠體系中的水形成細(xì)微的冰晶，均勻分散在得到的固納米纖維中；

4）將得到的冰凍的固納米纖維置于真空低溫下干燥，使冰晶氣化，形成具有介孔結(jié)構(gòu)的納米多孔聚丙烯腈纖維；