阻燃再生纖維素纖維及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種阻燃再生纖維素纖維，所述阻燃再生纖維素纖維通過包含纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的紡絲液制備得到；其中，所述的礦物阻燃劑選自鎂系阻燃礦物、層狀雙金屬氫氧化物、云母型層狀礦物中的一種或多種。該阻燃再生纖維素纖維能夠形成長絲。

Flame retardant regenerated cellulose fiber and its preparation method

【技術實現步驟摘要】
阻燃再生纖維素纖維及其制備方法
本專利技術涉及一種阻燃再生纖維素纖維及其制備方法。
技術介紹
以天然纖維素為原料，不改變它的基本化學結構，僅僅改變天然纖維素的物理結構，制造出來性能更好的再生纖維素纖維。再生纖維素纖維的吸濕性與透氣性比棉纖維好，同時還具有蠶絲的部分優點，穿著更加舒適，手感柔軟；而且再生纖維素纖維可以自然降解，是一種性能優良的環保型纖維。在石油資源日益枯竭的今天，合成纖維的使用會受到越來越多的限制，再生纖維素纖維由于其優良的性能引起了業內人士的關注。然而，再生纖維素纖維的阻燃性能比較差。CN107675278A公開了一種提高阻燃劑有效含量的再生纖維素長絲的制備方法，包括：將棉漿溶于含有氫氧化鈉、氧化鋅、尿素的水溶液中，冷凍，然后解凍，得到纖維素溶液；將纖維素溶液作為連續相，以纖維素質量比50％的有機磷阻燃劑和納米氧化硅、甲苯二異氰酸作為分散相，形成乳液；以乙二胺作為引發劑，誘發上述體系預聚物在乳液液滴油水面處形成聚合物；將上述體系經過噴絲板，使纖維固化，得到一種阻燃的纖維素纖維。該阻燃纖維素纖維中使用大量的有機磷阻燃劑，不但會影響纖維素纖維的穿著舒適性、手感，而且在燃燒時會產生大量的有毒物質。CN107142779A公開了一種基于納米纖維素晶須和微膠囊的阻燃紙的制備方法：將纖維素分散于濃硫酸溶液中，加熱水解，充分水洗離心至中性，得到納米纖維素晶須；將海泡石經酸處理活化，浸漬于三氧化二梯溶液中，攪拌均勻后，加入硅藻土，加熱攪拌，去除溶劑，烘干固化后粉碎，得到阻燃微膠囊；將納米纖維素晶須和阻燃微膠囊充分混合，再加入到針葉木漿和闊葉木漿1:1混合而成紙漿中攪拌，最后加入鎂鋁水滑石，得到阻燃紙漿；將阻燃紙漿在紙頁成型器上抄制成紙頁，壓榨烘干得到基于納米纖維素晶須和微膠囊的阻燃紙。上述方法獲得的阻燃紙中，納米纖維素晶須與阻燃材料結合不牢固，且無法獲得再生纖維素纖維。CN105754146A公開了一種納米纖維素/二維材料復合阻燃材料的制備方法，采用納米纖維素在低功率超聲條件下剝離二維材料，獲得充分分散、均勻穩定的納米纖維素/二維材料分散液，經干燥得到納米纖維素/二維材料復合阻燃材料。上述復合阻燃材料的納米纖維素與二維材料結合不牢固，且無法獲得再生纖維素纖維。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的一個目的在于提供了一種阻燃再生纖維素纖維，其可以采用離子液體為溶劑形成長絲。進一步地，本專利技術的阻燃再生纖維素纖維中礦物阻燃劑牢固地分布在再生纖維素纖維的基體中。本專利技術的另一個目的在于提供了上述阻燃再生纖維素纖維的制備方法，適于工業化生產。采用如下技術方案實現上述目的。一方面，本專利技術提供一種阻燃再生纖維素纖維，所述阻燃再生纖維素纖維通過包含纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的紡絲液制備得到；其中，所述的礦物阻燃劑選自鎂系阻燃礦物、層狀雙金屬氫氧化物、云母型層狀礦物中的一種或多種。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，所述的鎂系阻燃礦物選自水菱鎂石或斜方云石中的一種或多種；所述的層狀雙金屬氫氧化物為鎂鋁碳酸根型層狀雙金屬氫氧化物；所述的云母型層狀礦物選自白云母、黑云母、金云母中的一種或多種。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，所述的礦物阻燃劑為重量比為5～15:1～5的水菱鎂石和斜方云石的混合物。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，所述纖維素的聚合度為400～3000；所述離子液體選自咪唑醋酸鹽、鹵鋁酸鹽、四氟硼酸鹽、氯化咪唑中的一種或多種；且離子液體的含水量小于20wt％。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，礦物阻燃劑為纖維素重量的0.1～5wt％，纖維素為紡絲液重量的7～30wt％。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，紡絲液的粘度為5000～20000泊，透光指數為1.45～1.55，紡絲液中纖維素的聚合度降解率小于20wt％。根據本專利技術的阻燃再生纖維素纖維，優選地，阻燃再生纖維素纖維為長絲。另一方面，本專利技術還提供上述阻燃再生纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)將礦物阻燃劑、纖維素與離子液體混合調漿得到混合溶液；(2)將所述混合溶液蒸發以除去多余水分，得到紡絲液；(3)將紡絲液紡絲，得到阻燃再生纖維素纖維。根據本專利技術的制備方法，優選地，步驟(1)中，混合調漿的溫度為60～80℃；步驟(2)中，蒸發的真空度為-0.5bar～-0.9bar，蒸發的溫度為85～95℃。根據本專利技術的制備方法，優選地，步驟(3)中，將紡絲液從孔徑為0.01～0.5mm的噴絲孔擠出；通過長度為0.5～30cm的冷空氣間隔進行冷卻；然后進入離子液體的濃度低于20wt％的凝固浴中凝固；將凝固后的纖維素絲束水洗，經過干燥和卷取得到阻燃再生纖維素纖維；其中，冷空氣的溫度為5～30℃，凝固浴的溫度為5～30℃，卷取速度為200～1000m/min。本專利技術的阻燃再生纖維素纖維以離子液體為溶劑能夠形成長絲；以纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的混合液紡絲，可以使礦物阻燃劑牢固地分散在再生纖維素纖維的基體中。根據本專利技術優選的技術方案可以減少纖維素在紡絲過程中的降解。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步的說明，但本專利技術的保護范圍并不限于此。<阻燃再生纖維素纖維>本專利技術的阻燃再生纖維素纖維通過包含纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的紡絲液制備得到。本專利技術的阻燃再生纖維素纖維為長絲。不同纖維的制備方法會對纖維的物理形態或化學參數產生影響。直接將纖維素與礦物阻燃劑混合，無法獲得纖維長絲，且纖維素與礦物阻燃劑結合不牢固。以酸或堿性溶液作為紡絲液紡制纖維，會導致纖維素的顯著降解，從而影響得到的纖維素纖維的性能。本專利技術的紡絲液中可以只含有纖維素、礦物阻燃劑和離子液體，以及不可避免的雜質。本專利技術的纖維素可以選自棉纖維素、麻纖維素、竹纖維素、木漿纖維素中的一種或多種。優選地，纖維素選自棉纖維素、麻纖維素、木漿纖維素中的一種或多種。更優選地，纖維素為木漿纖維素。再生纖維素纖維具有良好的透氣性、吸濕性、懸垂性和光澤感，可以滿足大多數紡織品的需要。本專利技術的纖維素可以為紡絲液重量的7～30wt％。優選地，纖維素為紡絲液重量的10～25wt％。更優選地，纖維素為紡絲液重量的15～25wt％。這樣可以提高纖維素的可紡性，改善礦物阻燃劑在纖維中分布及結合牢固度。在本專利技術中，纖維素的聚合度可以為400～3000。優選地，纖維素的聚合度為400～2000。更優選地，纖維素的聚合度為400～1000。這樣可以提高纖維素的可紡性，改善礦物阻燃劑在纖維中分布及結合牢固度。本專利技術的礦物阻燃劑可以為鎂系阻燃礦物、層狀雙金屬氫氧化物、云母型層狀礦物中的一種或多種。所述的層狀雙金屬氫氧化物為鎂鋁碳酸根型。所述的云母型層狀礦物選自白云母、黑云母、金云母中的一種或多種。優選地，云母型層狀礦物選自白云母或金云母中的一種。根據本專利技術一個具體的實施方式，所述的云母型層狀礦物為白云母。所述的鎂本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述阻燃再生纖維素纖維通過包含纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的紡絲液制備得到；其中，所述的礦物阻燃劑選自鎂系阻燃礦物、層狀雙金屬氫氧化物、云母型層狀礦物中的一種或多種。/n

【技術特征摘要】
1.一種阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述阻燃再生纖維素纖維通過包含纖維素、礦物阻燃劑和離子液體的紡絲液制備得到；其中，所述的礦物阻燃劑選自鎂系阻燃礦物、層狀雙金屬氫氧化物、云母型層狀礦物中的一種或多種。


2.根據權利要求1所述的阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述的鎂系阻燃礦物選自水菱鎂石或斜方云石中的一種或多種；所述的層狀雙金屬氫氧化物為鎂鋁碳酸根型層狀雙金屬氫氧化物；所述的云母型層狀礦物選自白云母、黑云母、金云母中的一種或多種。


3.根據權利要求1所述的阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述的礦物阻燃劑為重量比為5～15:1～5的水菱鎂石和斜方云石的混合物。


4.根據權利要求1所述的阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述纖維素的聚合度為400～3000；所述離子液體選自咪唑醋酸鹽、鹵鋁酸鹽、四氟硼酸鹽、氯化咪唑中的一種或多種；且離子液體的含水量小于20wt％。


5.根據權利要求1所述的阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，礦物阻燃劑為纖維素重量的0.1～5wt％，纖維素為紡絲液重量的7～30wt％。


6.根據權利要求1所述的阻燃再生纖維素纖維，其特征在于，所述紡絲液的粘度為5000～20...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：杭州華樾新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33