本發(fā)明涉及纖維原絲制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種阻燃抗菌纖維原絲。
背景技術(shù)：
聚丙烯腈纖維也稱(chēng)為腈綸，是由質(zhì)量百分比大于85%的聚丙烯腈或丙烯腈的丙烯腈共聚物，經(jīng)干法紡絲或濕法紡絲制成的合成纖維，聚丙烯腈纖維的彈性似羊毛，但保暖性比羊毛還高，同時(shí)具有膨松、易染、柔軟、色澤鮮艷、不怕蟲(chóng)蛀等優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)不同的用途要求與天然纖維混紡或純紡，得到的紡織品可廣泛應(yīng)用于裝飾、服裝等領(lǐng)域。
但是，由于聚丙烯腈纖維為高分子聚合物纖維屬于可燃物質(zhì)，其極限氧指數(shù)為17～18，在合成纖維中屬于最低，其使用在一定程度上受到了限制，因此腈綸的阻燃改性意義重大；同時(shí)，隨著消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)者對(duì)纖維功能化的需求也越來(lái)越大，特別是纖維抗菌性能等功能的需求，因此抗菌改性的意義也相當(dāng)重大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有抗菌功能的阻燃聚丙烯腈纖維原絲。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種阻燃抗菌纖維原絲，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，復(fù)合阻燃劑1.5～3.5份，復(fù)合抗菌劑0.2～0.4份，有機(jī)溶劑300～500份。
作為優(yōu)選，復(fù)合阻燃劑由原料組成：碳酸氫銨8～12wt%，碳酸氫鈉10～15wt%，余量為硅藻土。
碳酸氫銨在受熱后會(huì)分解釋放二氧化碳和氨氣，二氧化碳和氨氣都是不可燃?xì)怏w，在遇明火后可以抑制燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，起到阻燃的作用，其分解后釋放的阻燃?xì)怏w量大，阻燃效果好，但是其也存在相應(yīng)的缺點(diǎn)，即其釋放的氨氣具有刺激性，大量釋放氨氣雖然會(huì)阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，但是也會(huì)對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生一定的不良影響；碳酸氫鈉受熱后也會(huì)分解，但是其分解只產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的二氧化碳，不會(huì)產(chǎn)生額外的刺激性氣體；雖然與碳酸氫銨相比，其產(chǎn)氣量較小，但是對(duì)人身無(wú)刺激性，更加友善；碳酸氫銨與碳酸氫鈉復(fù)配合用為阻燃劑，即可以起到高效阻燃的功能，也可以保證所產(chǎn)生的刺激性氣體能夠在可接受范圍內(nèi)，不對(duì)人身產(chǎn)生嚴(yán)重的危害；硅藻土是一種多孔的硅酸鹽礦物，其具有的多孔性可以使得制備而得的纖維具有一定的隔熱性能，更能夠保護(hù)使用者在遇明火是不會(huì)被灼傷、燙傷；同時(shí)硅藻土也可以作為碳酸氫鈉和碳酸氫銨的載體，使其與聚丙烯腈的復(fù)合更加的穩(wěn)固、均勻，不會(huì)發(fā)生沉積等現(xiàn)象。
作為優(yōu)選，復(fù)合抗菌劑由以下原料組成：磷酸鋁20～30wt%，磷酸鈣10～20wt%，余量為三聚磷酸鋁。
作為優(yōu)選，有機(jī)溶劑為二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或多種的混合物。
作為優(yōu)選，硅藻土經(jīng)過(guò)以下預(yù)處理：
先將硅藻土粉碎至1～2微米，然后在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理10～600秒，接著在飽和碳酸氫鈉溶液中超聲處理1～60分鐘，最后用水清洗4～6次。
硅藻土預(yù)處理可以除去其微孔道中殘留的有機(jī)物雜質(zhì)和無(wú)機(jī)塵埃，同時(shí)在飽和碳酸鈉溶液中可以發(fā)生離子交換作用，除去硅藻土表面及孔道中殘存的重金屬離子，同時(shí)活化其表面及孔道內(nèi)的表面離子，使其具有更好的吸附性能，能夠更好的將復(fù)合阻燃劑中的其他組分吸附在其表面和孔道內(nèi)。
作為優(yōu)選，阻燃抗菌纖維原絲由以下步驟制得：
a）將聚丙烯腈與有機(jī)溶劑混合溶解，并在101～121℃下強(qiáng)力攪拌溶解，攪拌時(shí)間為601～721分鐘，制得紡絲原液A；
b）向紡絲原液A中加入復(fù)合抗菌劑，并在90～100℃下強(qiáng)力攪拌10～20分鐘，制得紡絲原液B；
c）紡絲原液B經(jīng)過(guò)一定時(shí)間冷卻后，向其中加入復(fù)合阻燃劑，經(jīng)攪拌后制成紡絲原液；
d）將紡絲原液輸送到紡絲機(jī)，經(jīng)噴絲頭擠出后在凝固浴中成型，然后經(jīng)凝固浴拉伸、水浴和上油過(guò)程制得阻燃抗菌纖維原絲。
本發(fā)明選用的復(fù)合抗菌劑都是具有耐高溫的無(wú)機(jī)磷酸鹽類(lèi)，其可以抵御高溫而不發(fā)生分解，因此，其可以在較高溫度時(shí)添加，既能夠保證其不被破壞，也能保證其更好的與有機(jī)溶劑及聚丙烯腈融合，不發(fā)生分離現(xiàn)象；但是復(fù)合阻燃劑中的部分成分，如碳酸氫銨和碳酸氫鈉屬于遇高溫易分解的無(wú)機(jī)物碳酸氫鹽，因此需要在溶液稍微冷卻后再進(jìn)行添加，需要選用一個(gè)既能夠保證與有機(jī)成分良好融合，又要能夠保證其添加后完整不分解。
作為優(yōu)選，步驟c中，紡絲原液B冷卻至50～60℃時(shí)加入復(fù)合阻燃劑。
50～60℃，是一個(gè)既能夠保證復(fù)合阻燃劑與有機(jī)成分良好融合，又要能夠保證其添加后完整不分解的溫度區(qū)間，溫度高了可能會(huì)使復(fù)合阻燃劑發(fā)生部分分解，影響其性能，溫度低了又會(huì)使其難于與有機(jī)成分融合。
作為優(yōu)選，步驟d中紡絲條件為泵供量為1～1.5g/min，噴絲頭為60～80孔。
因此，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明中的纖維原絲具有聚丙烯腈纖維自有的特點(diǎn)，此外還具有良好的阻燃和抗菌性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。
顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種阻燃抗菌纖維原絲，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，復(fù)合阻燃劑1.5份，復(fù)合抗菌劑0.2份，有機(jī)溶劑300份；
復(fù)合阻燃劑由原料組成：碳酸氫銨8wt%，碳酸氫鈉10wt%，硅藻土82wt%； 復(fù)合抗菌劑由以下原料組成：磷酸鋁20wt%，磷酸鈣10wt%，三聚磷酸鋁70wt%；有機(jī)溶劑為二甲亞砜；硅藻土經(jīng)過(guò)以下預(yù)處理：先將硅藻土粉碎至1微米，然后在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理10秒，接著在飽和碳酸氫鈉溶液中超聲處理1分鐘，最后用水清洗4次；
阻燃抗菌纖維原絲由以下步驟制得：
a）將聚丙烯腈與有機(jī)溶劑混合溶解，并在101℃下強(qiáng)力攪拌溶解，攪拌時(shí)間為601分鐘，制得紡絲原液A；
b）向紡絲原液A中加入復(fù)合抗菌劑，并在90℃下強(qiáng)力攪拌10分鐘，制得紡絲原液B；
c）紡絲原液B經(jīng)過(guò)一定時(shí)間冷卻至50℃時(shí)，向其中加入復(fù)合阻燃劑，經(jīng)攪拌后制成紡絲原液；
d）將紡絲原液輸送到紡絲機(jī)，經(jīng)噴絲頭擠出后在凝固浴中成型，然后經(jīng)凝固浴拉伸、水浴和上油過(guò)程制得阻燃抗菌纖維原絲；紡絲條件為泵供量為1g/min，噴絲頭為60孔；制備工藝中未特別注明的工藝均采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)工藝進(jìn)行。
實(shí)施例2
一種阻燃抗菌纖維原絲，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，復(fù)合阻燃劑2份，復(fù)合抗菌劑0.25份，有機(jī)溶劑350份；
復(fù)合阻燃劑由原料組成：碳酸氫銨9wt%，碳酸氫鈉12wt%，硅藻土79wt%； 復(fù)合抗菌劑由以下原料組成：磷酸鋁23wt%，磷酸鈣14wt%，三聚磷酸鋁63wt%；有機(jī)溶劑為N,N-二甲基甲酰胺；硅藻土經(jīng)過(guò)以下預(yù)處理：先將硅藻土粉碎至1.5微米，然后在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理200秒，接著在飽和碳酸氫鈉溶液中超聲處理15分鐘，最后用水清洗5次；
阻燃抗菌纖維原絲由以下步驟制得：
a）將聚丙烯腈與有機(jī)溶劑混合溶解，并在110℃下強(qiáng)力攪拌溶解，攪拌時(shí)間為640分鐘，制得紡絲原液A；
b）向紡絲原液A中加入復(fù)合抗菌劑，并在95℃下強(qiáng)力攪拌15分鐘，制得紡絲原液B；
c）紡絲原液B經(jīng)過(guò)一定時(shí)間冷卻至55℃時(shí)，向其中加入復(fù)合阻燃劑，經(jīng)攪拌后制成紡絲原液；
d）將紡絲原液輸送到紡絲機(jī)，經(jīng)噴絲頭擠出后在凝固浴中成型，然后經(jīng)凝固浴拉伸、水浴和上油過(guò)程制得阻燃抗菌纖維原絲；紡絲條件為泵供量為1.2g/min，噴絲頭為65孔；制備工藝中未特別注明的工藝均采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)工藝進(jìn)行。
實(shí)施例3
一種阻燃抗菌纖維原絲，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，復(fù)合阻燃劑3份，復(fù)合抗菌劑0.35份，有機(jī)溶劑450份；
復(fù)合阻燃劑由原料組成：碳酸氫銨11wt%，碳酸氫鈉13wt%，硅藻土76wt%； 復(fù)合抗菌劑由以下原料組成：磷酸鋁27wt%，磷酸鈣17wt%，三聚磷酸鋁56wt%；有機(jī)溶劑為二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺按1：1：1重量比混合制得的混合溶劑；硅藻土經(jīng)過(guò)以下預(yù)處理：先將硅藻土粉碎至1.5微米，然后在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理400秒，接著在飽和碳酸氫鈉溶液中超聲處理40分鐘，最后用水清洗5次；
阻燃抗菌纖維原絲由以下步驟制得：
a）將聚丙烯腈與有機(jī)溶劑混合溶解，并在115℃下強(qiáng)力攪拌溶解，攪拌時(shí)間為680分鐘，制得紡絲原液A；
b）向紡絲原液A中加入復(fù)合抗菌劑，并在95℃下強(qiáng)力攪拌15分鐘，制得紡絲原液B；
c）紡絲原液B經(jīng)過(guò)一定時(shí)間冷卻至55℃時(shí)，向其中加入復(fù)合阻燃劑，經(jīng)攪拌后制成紡絲原液；
d）將紡絲原液輸送到紡絲機(jī)，經(jīng)噴絲頭擠出后在凝固浴中成型，然后經(jīng)凝固浴拉伸、水浴和上油過(guò)程制得阻燃抗菌纖維原絲；紡絲條件為泵供量為1.3g/min，噴絲頭為70孔；制備工藝中未特別注明的工藝均采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)工藝進(jìn)行。
實(shí)施例4
一種阻燃抗菌纖維原絲，由以下重量份的原料制得：聚丙烯腈100份，復(fù)合阻燃劑3.5份，復(fù)合抗菌劑0.4份，有機(jī)溶劑500份；
復(fù)合阻燃劑由原料組成：碳酸氫銨12wt%，碳酸氫鈉15wt%，硅藻土73wt%； 復(fù)合抗菌劑由以下原料組成：磷酸鋁30wt%，磷酸鈣20wt%，三聚磷酸鋁50wt%；有機(jī)溶劑為N,N-二甲基乙酰胺；硅藻土經(jīng)過(guò)以下預(yù)處理：先將硅藻土粉碎至2微米，然后在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理600秒，接著在飽和碳酸氫鈉溶液中超聲處理60分鐘，最后用水清洗6次；
阻燃抗菌纖維原絲由以下步驟制得：
a）將聚丙烯腈與有機(jī)溶劑混合溶解，并在121℃下強(qiáng)力攪拌溶解，攪拌時(shí)間為721分鐘，制得紡絲原液A；
b）向紡絲原液A中加入復(fù)合抗菌劑，并在100℃下強(qiáng)力攪拌20分鐘，制得紡絲原液B；
c）紡絲原液B經(jīng)過(guò)一定時(shí)間冷卻至60℃時(shí)，向其中加入復(fù)合阻燃劑，經(jīng)攪拌后制成紡絲原液；
d）將紡絲原液輸送到紡絲機(jī)，經(jīng)噴絲頭擠出后在凝固浴中成型，然后經(jīng)凝固浴拉伸、水浴和上油過(guò)程制得阻燃抗菌纖維原絲；紡絲條件為泵供量為1.5g/min，噴絲頭為80孔；制備工藝中未特別注明的工藝均采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)工藝進(jìn)行。
經(jīng)上述工藝制得的阻燃抗菌聚丙烯腈纖維纖度為10～14dtex，抗拉強(qiáng)度為800～900Mpa，纖維表面較光滑，極限氧指數(shù)為25～30之間，具有相當(dāng)可靠的阻燃性能；采用振蕩法（GB/T 20944.3-2008）測(cè)試上述實(shí)施例制得的阻燃抗菌纖維，對(duì)大腸桿菌的抗菌率為99%及以上，對(duì)金黃葡萄球菌的抗菌率為99.5%及以上。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。