说明书包含含砜基的芳香族聚合物纤维的阻燃纱线和由其制得的织物及制备方法
技术领域
本发明涉及一种包含含砜基的芳香族聚合物纤维的阻燃纱线和由其制得的 织物和服装，以及他们的制备方法。本发明的纱线主要应用制备于永久阻燃、耐 磨、舒适性能好的防护迷彩织物和服装。
背景技术
消防人员、紧急响应人员、赛车人员、军事人员、工业生产人员经常会暴露 在火焰或高温中，他们需要的防护服或者防护制品除了需要具有耐高温和永久阻 燃性能以外，还需要具有优异的耐磨性能，同时由于人体剧烈的运动和高温场合 使得人体的排汗量成倍排出，所以用于此种场合的面料还需要具有良好的舒适 性、透湿性、透气性和消除异味等功能。
目前用于上述用途的织物或服装使用的大多为棉或棉与其他化纤混纺后做 阻燃整理的产品，存在着棉易霉、强度差，阻燃效果不持久，抗热性能不佳等缺 陷。而使用阻燃涤纶、尼龙等纤维，由于熔滴现象明显，以产生二次伤害。目前 使用的具有耐高温纤维(如芳族聚酰胺类纤维、聚酰亚胺纤维及其改性纤维、聚 唑纤维、碳纤维预氧化丝等)，可以解决永久阻燃及热防护的问题，但是在印染 性方面(如染色上色率、染色色牢度、以及染色鲜艳度)存在较难上染、不能染 深色，色牢度低，上色率低，重现性差，成本高(玻璃化温度250℃以上，染色 温度高)的缺陷；另外，使用上述耐高温纤维的穿着不舒适感，也阻碍了上述耐 高温纤维产品在上述领域中的的批量应用。
包含含砜基的芳香族聚合物纤维有砜基，虽然玻璃化温度比钢棒性纤维高， 但是砜基易上色。阻燃性差的纤维(尼龙、涤纶、腈纶)可以降低成本，提供印 染性，黏胶可以提供舒适性。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有优异耐高温性能 的纤维，以及包含此种纤维的纱线、织物及制品。本发明的具有优异耐高温性能 的纤维为一种含砜基的芳香族聚合物纤维，该纤维具有较高的玻璃化温度，优异 的耐高温性能，同时由于分子链上存在砜基，使纤维易染色。同时在纱线中加入 阻燃性能较含砜基的芳香族聚合物纤维差的其他纤维，如尼龙、涤纶、腈纶，可 以降低纱线的成本；另外，在纱线中加入纤维素纤维，可以增加纱线的穿着舒适 性。
本发明涉及一种纱线，其包含：
耐高温本质阻燃纤维(A)；
常规阻燃纤维(B)，所述常规阻燃纤维选自阻燃尼龙、阻燃涤纶、阻燃腈纶；
阻燃纤维素纤维(C)。
优选的，所述耐高温本质阻燃纤维(A)包含一种低强度耐高温本质阻燃纤 维(A1)和一种高强度耐高温本质阻燃纤维(A2),所述低强度耐高温本质阻燃 纤维(A1)的强度小于等于10cN/dtex以下，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2) 的强度为大于10cN/dtex。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)的玻璃化温度在250℃以上。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)的LOI值为26以上，更优 选为33以上。
优选的，所述常规阻燃纤维(B)的LOI值为26以上。
优选的，所述常规阻燃纤维(B)的纤维断裂强度为4.5cN/dtex以上。
优选的，所述纱线中按重量计，含有耐高温本质阻燃纤维(A)25wt％-45wt％， 常规阻燃纤维(B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C)15wt％-35wt％。
优选的，所述纱线中按重量计，含有低强度耐高温本质阻燃纤维(A1) 20wt％-40wt％，高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)5wt％-25wt％，常规阻燃纤维 (B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C)15wt％-35wt％。
优选的，所述纱线中包含导电纤维。
优选的，所述导电纤维在纱线中的含量为0.5-5％，优选1-4％，更优选2-3％。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)选自含砜基的芳香族聚合物 纤维(A11)、间位芳香族聚酰胺纤维(A12)、聚噁二唑纤维(A13)、聚苯硫醚 纤维(A14)、聚酰亚胺纤维(A15),或上述一种或两种以上纤维的混合。
优选的，所述聚噁二唑纤维(A13)中包含按摩尔数50％的化学单元为环状 芳族或杂环芳族环单元；更优选的，所述聚噁二唑纤维(A13)为聚芳噁二唑纤 维。
优选的，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)选自对位芳香族聚酰胺纤维 (A21)、聚对苯撑苯并二噁唑纤维(A22)、碳纤维(A23),或上述一种或两种以 上纤维的混合。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)由含砜基的芳香族聚合物 制得，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：
间位的含有二胺基的芳香族单体(a)；
含砜基和氨基的单体(b)；
对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)；
在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为 4-10％。
优选的，所述纱线中，按重量计含有，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11) 70-30％，聚苯硫醚纤维(B)30-70％；更优选的，所述纱线中，按重量计含有， 含砜基的芳香族聚合物纤维(A)60-40％，聚苯硫醚纤维(B)40-60％。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧 基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基 中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香 族二胺单体。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的含砜基和氨基 的单体(b)为R,R’-二氨基二苯砜。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的R,R’-二氨基二 苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的对位的含有二 羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4 烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺 酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的对位的含有二 羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对 苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)与含砜基和氨基的单体(b)的摩尔量之和与对位的含有二羧酸 基团的芳香族单体或其卤代物(c)的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1： 1。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的间位的含有二 胺基的芳香族单体(a)与含砜基和氨基的单体(b)的摩尔量之比为50-80：20-50， 优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)具有300℃以上的玻璃化 温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)具有4cN/dtex以上的强度， 优选4.5cN/dtex以上。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)的细度为1.5D-5D。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)的长度为38mm-102mm。
优选的，所述阻燃纤维素纤维(C)选自天然纤维素纤维和/或再生纤维素纤 维，其阻燃功能即可以通过后整理获得，或在纺丝过程中添加阻燃剂获得。
优选的，所述阻燃纤维素纤维(C)选自阻燃粘胶纤维、阻燃棉纤维、阻燃 麻纤维。
优选的，所述导电纤维选自金属纤维、碳纤维、碳纤维/尼龙复合纤维、碳 纤维/涤纶复合纤维。
优选的，所述碳纤维/尼龙复合纤维、碳纤维/涤纶复合纤维为皮芯结构。
本发明还涉及一种上述纱线的制备方法，所述方法包括：
(i)形成纤维混合物，所述纤维混合物包含耐高温本质阻燃纤维(A)，常 规阻燃纤维(B)，阻燃纤维素纤维(C)；以及
(ii)将所述纤维混合物纺成纱线；
所述常规阻燃纤维选自阻燃尼龙、阻燃涤纶、阻燃腈纶。
优选的，所述耐高温本质阻燃纤维(A)包含一种低强度耐高温本质阻燃纤 维(A1)和一种高强度耐高温本质阻燃纤维(A2),所述低强度耐高温本质阻燃 纤维(A1)的强度小于等于10cN/dtex以下，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2) 的强度为大于10cN/dtex。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)的玻璃化温度在250℃以上。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)的LOI值为26以上，更优 选为33以上。
优选的，所述纱线中按重量计，含有耐高温本质阻燃纤维(A)25wt％-45wt％， 常规阻燃纤维(B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C)25wt％-40wt％。
优选的，所述纱线中按重量计，含有低强度耐高温本质阻燃纤维(A1) 20wt％-30wt％，高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)5wt％-15wt％，常规阻燃纤维 (B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C)25wt％-40wt％。
优选的，所述纱线中包含导电纤维。
优选的，所述导电纤维在纱线中的含量为0.5-5％，优选1-4％，更优选2-3％。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)选自含砜基的芳香族聚合物 纤维(A11)、间位芳香族聚酰胺纤维(A12)、聚噁二唑纤维(A13)、聚苯硫醚 纤维(A14)、聚酰亚胺纤维(A15),或上述一种或两种以上纤维的混合。
优选的，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)选自对位芳香族聚酰胺纤维 (A21)、聚对苯撑苯并二噁唑纤维(A22)、碳纤维(A23),或上述一种或两种以 上纤维的混合。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)由含砜基的芳香族聚合物 制得，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：
间位的含有二胺基的芳香族单体(a)；
含砜基和氨基的单体(b)；
对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)；
在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为 4-10％。
优选的，所述纱线中，按重量计含有，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11) 70-30％，聚苯硫醚纤维(B)30-70％；更优选的，所述纱线中，按重量计含有， 含砜基的芳香族聚合物纤维(A)60-40％，聚苯硫醚纤维(B)40-60％。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧 基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基 中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香 族二胺单体。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的含砜基和氨基 的单体(b)为R,R’-二氨基二苯砜。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的R,R’-二氨基二 苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的对位的含有二 羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4 烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺 酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的对位的含有二 羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(c)为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对 苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述间位的含有二胺 基的芳香族单体(a)与含砜基和氨基的单体(b)的摩尔量之和与对位的含有二羧酸 基团的芳香族单体或其卤代物(c)的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1： 1。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述的间位的含有二 胺基的芳香族单体(a)与含砜基和氨基的单体(b)的摩尔量之比为50-80：20-50， 优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)具有300℃以上的玻璃化 温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)具有4cN/dtex以上的强度， 优选4.5cN/dtex以上。
本发明还涉及一种包含上述纱线的织物。
优选的，所述织物克重150-350gsm，优选170-300gsm，更优选210-280gsm。
优选的，所述织物选自机织物、针织物。
本发明还涉及包含上述纱线的服装制品。
优选的，所述服装制品可用作消防服、赛车服、军事人员服装、工业生产人 员服装。
具体实施方式
通过参见本申请具体实施方式的内容可以更易于理解本发明，但是本发明并 不限于本文所述和/或所示的具体方法、条件或参数，并且本文中所用的术语仅 是为了以举例的方式描述具体实施方式，并不能限制本申请权利要求要求保护的 技术方案。在下文中，将描述根据本发明的包含含砜基的芳香族聚合物纤维的阻 燃纱线和由其制得的织物和服装，以及他们的制备方法。
耐高温本质阻燃纤维(A)
本发明所述的耐高温本质阻燃纤维(A)，是指纤维由于成纤聚合物的分子结 构特点，而本身带有耐高温阻燃的性能，耐高温本质阻燃纤维(A)区别于普通 尼龙、涤纶、腈纶经过后整理得到阻燃尼龙、阻燃涤纶、阻燃腈纶。
本发明的纱线中所采用的耐高温本质阻燃纤维(A)优选由一种低强度耐高 温本质阻燃纤维(A1)和一种高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)组成。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)的强度小于等于10cN/dtex 以下，玻璃化温度在250℃以上，LOI值为26以上，更优选为33以上。
优选的，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)的强度为大于10cN/dtex。
优选的，所述低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)选自含砜基的芳香族聚合物 纤维(A11)、间位芳香族聚酰胺纤维(A12)、聚噁二唑纤维(A13)、聚苯硫醚 纤维(A14)、聚酰亚胺纤维(A15),或上述一种或两种以上纤维的混合。
优选的，所述高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)选自对位芳香族聚酰胺纤维 (A21)、聚对苯撑苯并二噁唑纤维(A22)、碳纤维(A23),或上述一种或两种以 上纤维的混合。
以下对上述耐高温本质阻燃纤维(A)的具体种类进行描述。
含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)
本发明所述的含砜基的芳香族聚合物纤维(A11)中，所述含砜基的芳香族 聚合物由以下三种单体聚合而成：
间位的含有二胺基的芳香族单体a；
含砜基和氨基的单体b；
对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c。
优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a优选自间苯二胺、3,4’-二氨 基二苯醚，以及在芳香环上具有卤素、碳原子数为1-4的烷基等取代基的衍生物。 进一步的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体(c)的芳香环上的氢可以独立地被 以下一个或多个如下的取代基所取代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷 基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰 基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。更优选的，所述间位的 含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合 间位芳香族二胺单体。
优选的，所述的含砜基和氨基的单体(b)优选自R,R’-二氨基二苯砜(DDS)、 双(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)或其混合物。所述的R,R’-二氨基二苯砜选自 3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。其中，优选仅为R,R’- 二氨基二苯砜或含有80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的R,R’-二氨基二苯砜的 混合含砜基和氨基的单体。
优选的，对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c以例如对位间苯 二甲酸氯化物，对苯二甲酸溴化物等，在这些芳香环上具有卤素、碳原子数为 1-4的烷基等取代基的衍生物。进一步的，所述对位的含有二羧酸基团的芳香族 单体或其卤代物(b)的芳香环上的氢可以独立地被以下一个或多个如下的取代 基所取代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、 酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基。其中，优 选所述对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(b)为对苯二甲酰氯本 身或包含80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的对苯二甲酰氯与其他对位的含有 二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(b)的混合物。
含砜基的芳香族聚合物的聚合反应中还可以加入其它含有二胺基的芳香族 单体(c)，优选自间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚等，以及在这些芳香环上具有卤素、 碳原子数为1-4的烷基等取代基的衍生物。进一步的，所述间位的含有二胺基的 芳香族单体(c)的芳香环上的氢可以独立地被以下一个或多个如下的取代基所取 代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、 硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基。其中，优选仅为间 苯二胺或含有80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的间苯二胺的混合间位芳香族 二胺单体。
本发明在聚合过程中还可以加入其它共聚成分，例如对苯二胺、2，5-二氨 基氯苯、2，5-二氨基溴苯、氨基甲氧基苯胺等苯衍生物、1，5-萘二胺、4，4’ -二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯酮、4，4’-二氨基二苯基胺、4，4’-二氨 基二苯基甲烷、间苯二甲酸氯化物、1，3-萘二甲酸氯化物、3，3’-联苯二甲酸 氯化物、3，3’-二苯基醚二甲酸氯化物等。
在一些优选的实施方式中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基 和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代 物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1：1。所述的间位的含有二胺 基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50，优选 60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
本发明的含砜基的芳香族聚合物纤维具有300℃以上的玻璃化温度，优选 320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
本发明所述的含砜基的芳香族聚合物纤维具有4CN/dtex以上的强度，优选 4.5CN/dtex以上,更优选5cN/dtex以上。
本发明对于成纤聚合物的聚合方式没有特别的限定，例如可以通过以溶液聚 合、界面聚合等方式进行制造。对于缩聚反应的工艺条件采用本领域的常规工艺 即可，缩聚反应的温度可为≤60℃，优选≤30℃，更优选≤0℃。
所述纤维的长度，优选在2-120mm的范围内，更优选38-102mm。纤维长度 不足2mm时，有时纤维之间的络合不足，造成强度不够，这是不希望的。而超 过120mm时，有时会发生纤维开纤不良，这也是不希望的。
另外，含有砜基的芳香族耐高温纤维的单纤维纤度，着眼于纤维梳理时或针 刺时难以引起纤维断丝、耐热性过滤器的强度不降低，优选为0.1-15旦，更优选 1.5-5旦。也就是说，纤度不足0.1旦时，单纤维强度低，因此织物的强度变差， 是不优选的。纤度超过15旦时，就会由于纤度过粗，制丝时容易发生纤度不匀， 缺乏纺丝稳定性，也是不优选的。
本发明所述的含砜基的芳香族聚合物纤维，具备永久阻燃且250度良好的耐 高温性性能，极限氧指数达到33，燃烧仅碳化无熔滴，并且具有良好的柔韧性， 且本身纤维截面呈不规则腰圆型，纤维表面具有沟槽，大大增加了纤维的吸湿性 和排湿性，具有良好的舒适性能。因此，将含砜基的芳香族聚合物纤维和其他耐 高温阻燃纤维混合使用，能增强面料服装的舒适性作用，且保持或提升更好的阻 燃热防护性能。
间位芳香族聚酰胺纤维(A12)
构成本发明的原液染色间位型全芳香族聚酰胺纤维的间位型全芳香族聚酰 胺是由间位型芳香族二胺成分与间位型芳香族二羧酸成分构成的，在不损害本发 明目的的范围内，也可以共聚有对位型等的其它共聚成分。
从力学特性、耐热性、阻燃性的观点出发，作为本发明的原液染色间位型全 芳香族聚酰胺纤维的原料特别优选使用的是以间苯二甲酰间苯二胺单元为主成 分的间位型全芳香族聚酰胺。
作为由间苯二甲酰间苯二胺单元构成的间位型全芳香族聚酰胺，间苯二甲酰 间苯二胺单元优选为全部重复单元的90摩尔％以上、进一步优选为95摩尔％以 上、特别优选为100摩尔％。
构成本发明的原液染色间位型全芳香族聚酰胺纤维的间位型全芳香族聚酰 胺的制造方法没有特别限定，例如，可以通过将间位型芳香族二胺成分与间位型 芳香族二羧酰氯成分作为原料的溶液聚合或界面聚合等来制造。
聚噁二唑纤维(A13)
在一些实施方案中，优选的聚噁二唑包括聚噁二唑均聚物和共聚物，其中偶 联官能团之间按摩尔数计至少50％的化学单元为环状芳族或杂环芳族环单元。
在一些实施方案中，所述聚噁二唑纤维包含聚亚芳基-1，3，4-噁二唑聚合 物、聚亚芳基-1，2，4-噁二唑聚合物、或它们的混合物。在一些优选的实施方 案中，所述聚噁二唑纤维包含聚对亚苯基-1，3，4-噁二唑聚合物。适宜的聚噁 二唑纤维在商业上以各种商品名为人所知，诸如Oxalon、Arselon、Arselon-C和 Arselon-S纤维。优选的，所述聚噁二唑纤维(A13)为聚芳噁二唑纤维。
聚苯硫醚纤维(A14)
本发明中的PPS是指含有结构式(Ⅰ)表示的对苯硫醚单元、间苯硫醚单元 等苯硫醚单元作为重复单元的聚合物。
[结构式(Ⅰ)]
PPS可以为均聚物或具有对苯硫醚单元和间苯硫醚单元两者的共聚物，而且 只要不脱离本发明的主旨，也可以是与其他的芳香族硫化物的共聚物或混合物。
作为本发明中使用的PPS树脂，从耐热性、耐久性的观点出发，优选使用含 有上述结构式(I)所示的重复单元的对苯硫醚单元70摩尔％以上，进一步优选为 90摩尔％以上的PPS树脂。在该情况下，PPS树脂中的其它共聚成分优选为间苯 硫醚单元、其它芳香族硫醚单元。
另外，在不损害本发明的效果的范围内，可以在PPS树脂中添加晶核剂、消 光剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂或亲水剂等。
聚酰亚胺纤维(A15)
一些实施方案中，优选的聚酰亚胺由单体单元均苯四甲酸二酐(PMDA)和氧 代二苯胺
(ODA)形成并且由下列结构表示：
在另一个实施例中，本发明的聚酰亚胺纤维包含大于80重量％的一种或多 种全芳族聚酰亚胺，大于90重量％的一种或多种全芳族聚酰亚胺，大于95重量％ 的一种或多种全芳族聚酰亚胺，大于99重量％的一种或多种全芳族聚酰亚胺， 大于99.9重量％的一种或多种全芳族聚酰亚胺，或100重量％的一种或多种全 芳族聚酰亚胺。如本文所用，术语“全芳族聚酰亚胺”具体指其中酰亚胺C-N在 1375cm-1处的红外吸光度与对位取代的C-H在1500cm-1处的红外吸光度的比率 大于0.51，并且其中至少95％的聚合物主链上相邻苯环之间因共价键或醚键而 键合的聚酰亚胺。
对位芳香族聚酰胺纤维(A21)
本发明所述的对位芳香族聚酰胺是指由对苯二胺和对苯二甲酰氯以等摩尔 比进行聚合反应所得的均聚物、以及少量其他二胺与对苯二胺结合和少量其他二 甲酰氯与对苯二甲酰氯结合所得的共聚物。作为一般原则，其他二胺和其他二甲 酰氯的使用量至多可为对苯二胺或对苯二甲酰氯的约10摩尔％，或者可能略高， 前提条件仅为其他二胺和二甲酰氯不含干扰聚合反应的活性基团。对位芳族聚酰 胺也指其他芳族二胺与其他芳族二甲酰氯结合所得的共聚物，例如，2，6-萘亚 甲基酰氯或氯对苯二甲酰氯或二氯对苯二甲酰氯；前提条件是，其他芳族二胺和 芳族二甲酰氯存在的量不会对对位芳族聚酰胺的特性造成不利影响。优选的对位 芳族聚酰胺为聚对苯二甲酰对苯二胺均聚物(PPD-T)。
可将添加剂与对位芳族聚酰胺一起用于纤维中，并且已经发现，至多10重 量％的其他聚合材料可与芳族聚酰胺共混，或者可使用含有10％的其他二胺(取 代了芳族聚酰胺的二胺)或10％的其他二甲酰氯(取代了芳族聚酰胺的二甲酰氯) 的共聚物。
聚对苯撑苯并二噁唑纤维(A22)
本发明所述的聚对苯撑苯并二噁唑纤维(A22)是指由二氨基间苯二酚盐酸 盐(DAR)和对苯二甲酸(TPA)作为单体原料聚合而成的。在本发明中对聚对 苯撑苯并二噁唑纤维(A22)没有特别的限制。
常规阻燃纤维(B)
本发明所述的常规阻燃纤维(B)是指普通化学纤维，如尼龙、涤纶、腈纶 等经过阻燃后整理之后，得到的具有阻燃性质的化学纤维。优选的，所述常规阻 燃纤维(B)的LOI值为26以上。优选的，所述常规阻燃纤维(B)的纤维断裂 强度为4.5cN/dtex以上。
阻燃纤维素纤维(C)
本发明所采用的所述阻燃纤维素纤维(C)选自天然纤维素纤维和/或再生纤 维素纤维，其阻燃功能即可以通过后整理获得，或在纺丝过程中添加阻燃剂获得。 例如：选自阻燃粘胶纤维、阻燃棉纤维、阻燃麻纤维。
导电纤维(D)
在本发明的另外一些实施方式中，本发明的纱线还含有按重量百分比计为纱 线重量1-5％，优选1-4％，更优选2-3％的导电纤维，所述导电纤维能够降低静电 在织物上积聚的倾向。
优选的，所述导电纤维选自金属纤维、碳纤维、碳纤维/尼龙复合纤维、碳 纤维/涤纶复合纤维。优选的，所述金属纤维选自不锈钢纤维、碳钢纤维、铸铁 纤维、铜纤维、铝纤维、镍纤维、铁铬铝合金纤维、高温合金纤维。所述金属纤 维的形态可以是长纤维、短纤维、粗纤维、细纤维、钢绒、异型纤维等，均适用 于本发明。
优选的，所述碳纤维/尼龙复合纤维、碳纤维/涤纶复合纤维为皮芯结构。在 一些优选的实施方案中，赋予此防静电特性的纤维是具有尼龙外皮和碳芯的皮- 芯纤维。
本发明所述的碳黑复合导电纤维可以从市场上购买得到，如美国杜邦公司生 产的P-140纤维、日本中纺公司生产的Belltron B31纤维、烟台泰和公司生产的 泰美达间位芳纶基导电纤维。
纱线
在本发明的实施方案中，所述纱线包含耐高温本质阻燃纤维(A)，常规阻燃 纤维(B)，，阻燃纤维素纤维(C)；所述常规阻燃纤维选自阻燃尼龙、阻燃涤纶、 阻燃腈纶。更优选的，所述耐高温本质阻燃纤维(A)包含一种低强度耐高温本 质阻燃纤维(A1)和一种高强度耐高温本质阻燃纤维(A2),所述低强度耐高温 本质阻燃纤维(A1)的强度小于等于10cN/dtex以下，所述高强度耐高温本质阻 燃纤维(A2)的强度为大于10cN/dtex。
在所述纱线中，低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)能够赋予纱线优异的阻燃 性能；高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)在赋予纱线优异的阻燃性能的同时，由 于其具有较高的强度模量及较好的高温尺寸稳定性，因此可能是纱线也具有较好 的高温尺寸稳定性；常规阻燃纤维(B)也可以在赋予纱线阻燃性能的同时降低 纱线的生产成本；在纱线中加入阻燃纤维素纤维能够提高纱线的穿着舒适性。
纱线中各组分的含量，优选的，所述纱线中按重量计，含有耐高温本质阻燃 纤维(A)25wt％-45wt％，常规阻燃纤维(B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C) 15wt％-35wt％。更优选的，所述纱线中按重量计，含有低强度耐高温本质阻燃纤 维(A1)20wt％-40wt％，高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)5wt％-25wt％，常规 阻燃纤维(B)20wt％-40wt％，阻燃纤维素纤维(C)25wt％-40wt％。
其中，低强度耐高温本质阻燃纤维(A1)在纱线中的含量优选在20wt％以 上，30wt％以下。该含量所若小于20wt％，则达不到有效的阻燃性能，若大于 30wt％，会对纱线在印染性和舒适性上有负面影响。
高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)在纱线中的含量优选为5wt％-15wt％,由于 高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)具有高模量、高抗剪切强度和低的热收缩性能， 其在明火燃烧室，仅碳化而基本不收缩，其在纱线中的含量超过5wt％时，纱线 在明火燃烧时能够保持整体面料的尺寸稳定性，形成良好的成碳骨架结构，继而 对热防护的指标有正面的影响。但是若高强度耐高温本质阻燃纤维(A2)在纱线 中的含量超过15wt％，由此形成的织物变得易发脆，不够柔韧，影响撕破性能， 同时其本身带有颜色，对纱线或植物印染的可选择性有一定的限制。
常规阻燃纤维(B)在纱线中的含量优选为20wt％-40wt％。所述常规阻燃纤 维(B)在纱线中的含量高于20wt％时，可以显著提高织物的耐磨性能，织物的 柔软度也随之提高，对织物的舒适和力学性能的耐久性有正面影响，且由于起基 础是常规的化学纤维，在印染方面也相对成熟便利。但是如果上述含量超过 40wt％，这种常规阻燃纤维在高温下的熔融现象会对纱线的阻燃性能造成负面影 响，对于火焰蔓延性的阻止不利。
阻燃纤维素纤维(C)在纱线中的含量优选为25wt％-35wt％。所述阻燃纤维 素纤维(C)具有较好的吸湿性和染色性能，取材便利，容易加工的优点。当纱 线中所述，阻燃纤维素纤维(C)和常规阻燃纤维(B)的比例大于50％时，纱线 会具有良好的染色性能和良好的手感。同时若纱线中阻燃纤维素纤维(C)的含 量大于常规阻燃纤维(B)的含量，阻燃纤维素纤维(C)可以减小常规阻燃纤维 (B)在热环境中的熔滴现象，使得最终织物的成碳形态良好，保持在高温下的 良好的尺寸稳定性，继而对热防护的效果具有正面影响。但是，若纱线中阻燃纤 维素纤维(C)的含量超过40wt％，其会对纱线的力学性能和耐久性上造成不利 影响，
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述纱线中包含导电纤维。优选的， 所述导电纤维在纱线中的含量为0.5-5％，优选1-4％，更优选2-3％。
在一个实施方案中，可通过制得纤维的紧密共混物来形成所述纤维混合物。 如果需要，可使其他短纤维与该相对均匀的短纤维混合物组合。所述共混可通过 本领域已知的许多方法来实现，包括将许多连续长丝线筒放在线轴架上，并且同 时切割两种或更多种类型的长丝以形成切割短纤维的共混物的方法；或涉及开松 不同短纤维捆，然后在开棉机、共混机和梳理机中开松和共混各种纤维的方法； 或形成各种短纤维条，然后将其进一步加工形成混合物诸如在梳理机中形成纤维 混合物条的方法。可采用制备纤维紧密共混合物的其他方法，只要各种类型的不 同纤维可相对均匀地分布于整个共混物中。如果由所述共混物形成纱线，则所述 纱线同样具有相对均匀的短纤维的混合物。一般来讲，在最优选的实施方案中， 将单独的短纤维开松或分离至在纤维加工中可制得可用织物的正常程度，使得由 于短纤维不良开松造成的纤维结或纤维节以及其他主要缺陷不以有损于最终织 物品质的量存在。
在优选的方法中，如下制得短纤维紧密共混物：首先将得自开松捆的短纤维 与任何其他短纤维(如果是附加功能所需的)混合在一起。然后使用梳理机将纤维 共混物梳成条。在纤维产业中，通常使用梳理机来分离纤维，调整纤维，并且将 纤维递送到松散组合纤维的连续股线中，而无显著缠绕，其通常被称为生条。 通常通过但不限于两步拉伸法将生条加工成熟条。
将所述纤维混合物制成纱线的方式可以采用本领域常规的技术手段。如使用 本领域熟知的短纤维环锭纺工艺制得短纤纱线，通常短纤长度在38-51mm时采 取棉纺系统；65mm-102mm采取毛纺系统精纺。加工工艺流程为：纤维抓包→ 棉箱混合→开松机→棉箱→喂棉机→梳棉机→并条→粗纱→细纱→络筒→混纺 纱。将纱线送入后道织造工序。
根据工艺设备的不同，本发明涉及的纱线可以采用环锭纺、赛络纺、紧密纺、 赛络式紧密纺、气流纺、涡流纺等方式制造。
织物及制品
本发明还涉及一种得自上述纱线的织物。所述可包括但不限于织造或针织织 物。一般的织物设计和构造是本领域技术人员熟知的。优选的，本发明的织物克 重为150-350gsm，优选170-300gsm，更优选210-280gsm。
所谓“织造”织物是指，通常在织机(喷气织机、喷水织机、箭杆织机等) 上形成的通过经向或纬向交织纱线，并且使纱线彼此填充或交织以形成任何织物 组织(诸如平织、斜纹、缎纹、方平、缎纹、提花等)的织物。据信平织和斜纹织 是商业中最常使用的组织，并且是许多实施方案中优选的。
所谓“针织”织物是指通常通过使用针将纱线圈互连而形成的织物通过大圆 机或横机设备加工生产制成。具体形成的产品还分为纬编针织物和经编针织物的 类型。。在许多情况下，为制得针织织物，将纱线喂入到将纱线转变成织物的针 织机中。如果需要，可向针织机中提供合股或未合股的多条经线或纱线；即使用 常规技术，将一束纱线或一束合股纱线同时装入到针织机中并且针织成织物，或 直接针织成衣着制品诸如手套。在一些实施方案中，希望通过将具有纤维紧密共 混物的一种或多种短纤纱与一种或多种其他短纱或连续长丝纱线同时喂入，从而 将功能性添加到针织织物中。可调节针织紧密度以满足任何具体的需要。已在例 如单面针织物和毛圈针织物花纹中发现了防护服装性能的非常有效的组合。
在一些实施方案中，纱线可用于制备具有舒适性提升、耐用性改善、热防护 性保障的阻燃防护服装。在一些实施方案中，所述服装具有基本上一层由本发明 的纱线制得的防护织物。示例性的此类服装包括消防人员、赛车服、军事人员的 连裤衫和连衣工作服、工业生产人员的工作服等。其他服装可包括在可能发生极 度热事件的诸如化学处理工业或工业电气/电力环境下可穿着的裤子、衬衫、手 套、袖套等。
本发明的有益效果
本发明通过耐高温本质阻燃纤维(A)，常规阻燃纤维(B)，阻燃纤维素纤 维(C)的混纺，形成了具有高机械耐磨强度、优异耐高温性能、良好穿着舒适 性和印染性能、且低成本的的耐高温纱线。同时织物在燃烧测试中，成碳形态良 好，纤维协同效应明显，明显缓解了熔滴的现象，耐热防护性能方面表现更加优 秀。
测试方法
极限氧指数(LOI)：以体积百分比表示的氧和氮混合物中的最低氧浓度，在 ASTM G125/D2863条件下，刚好可维持初始室温下的材料的有焰燃烧。
拉伸断裂强度:参考GB/T 3923.1-2013纺织品织物拉伸性能。
撕破断裂强度：参考GB/T 3917.2-2009纺织品织物撕破性能。
耐磨性能测试：参考ASTM 3884-1992织物平磨性能测试。
吸湿快干性能测试：参考GBT 21655.1-2008纺织品吸湿速干性的评定
燃烧性能测试：GB/T 5455-1997，将30cm*8cm的试样放在规定的燃烧器下 点燃，测量规定点燃时间12s后，试样的续燃，阴燃时间及损毁长度(碳长)。
材料TPP值测试标准：NFPA 2112阻燃防护服测试标准，tpp热防护性能测 试仪
将一块6平方英寸的布料放置于总能量密度为2cal/(cm2*s)的热对流及 辐射热源下，然后记录达到二级烧伤所需的时间，TPP值(热防护性能值)即为 时间乘以cal/(cm2*s)的数值。
实施例和比较例
本发明可有下列实施例示例，但不限于下列实施例。以下实施例和对比例的 实验数据在表1中列出。
实施例1
纤维重量比例为：30％的H-PSA纤维、20％阻燃尼龙、35％阻燃粘胶、15％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过环锭纺 细纱机纺成24s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的24s/2合股线 作为织造经纱。采取同样类似工艺和混纺比，制成20s/2作为织造纬纱。通过喷 气机织造成克重267g/m2的本色斜纹织物。水洗后的织物在溢流染缸内进行喷 射染色。所得有色成品织物克重为282g/m2。
实施例2
纤维重量比例为：25％的H-PSA纤维、30％阻燃尼龙、35％阻燃粘胶、10％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过紧密纺 细纱机纺成30s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的30s/2合股线 作为织造经纱。采取同样类似工艺和混纺比，制成28s/2作为织造纬纱。通过有 梭织机织造成克重207g/m2的本色斜纹织物。水洗后的织物在溢流染缸内进行 喷射染色。所得有色成品织物克重为212g/m2。
实施例3
纤维重量比例为：20％的H-PSA纤维、35％阻燃尼龙、40％阻燃粘胶、5％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过紧密纺 细纱机纺成32s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的32s/2合股线 作为织造经纱。通过有梭织机织造成克重195g/m2的本色平纹织物。水洗后的 织物在溢流染缸内进行喷射染色。所得有色成品织物克重为202g/m2。
实施例4
纤维重量比例为：30％的芳纶1313纤维、20％阻燃涤纶、35％阻燃粘胶、15％ 芳纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过环锭 纺细纱机纺成30s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的30s/2合股 线作为织造经纱。采取同样类似工艺和混纺比，制成28s/2作为织造纬纱。通过 有梭织机织造成克重212g/m2的本色斜纹斜纹织物。水洗后的织物在溢流染缸 内进行喷射染色。所得有色成品织物克重为227g/m2。
实施例5
纤维重量比例为：25％的POD纤维、30％阻燃尼龙、35％阻燃粘胶、10％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过紧密纺 细纱机纺成30s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的28s/2合股线 作为织造经纱。采取同样类似工艺和混纺比，制成24s/2作为织造纬纱。通过有 梭织机织造成克重263g/m2的本色平纹织物。水洗后的织物在溢流染缸内进行 喷射染色。所得有色成品织物克重为277g/m2。
实施例6
纤维重量比例为：20％的聚酰亚胺纤维、35％阻燃涤纶、40％阻燃粘胶、 5％PBO，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过紧密纺细 纱机纺成28s短纤纱，通过合股机并线合股，制成具有阻燃性的28s/2合股线作 为织造经纱。采取同样类似工艺和混纺比，制成24s/2作为织造纬纱。通过有梭 织机织造成织物克重227g/m2的本色斜纹织物。水洗后的织物在溢流染缸内进 行喷射染色。所得有色成品织物克重为242g/m2。
实施例7
纤维重量比例为：30％的H-PSA纤维、20％阻燃尼龙、35％阻燃粘胶、15％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过环锭纺 细纱机纺成30s短纤纱，采取大圆机针织设备加工制得织物克重为200g/m2的 双面罗纹组织针织物。
实施例8
纤维重量比例为：20％的H-PSA纤维、30％阻燃尼龙、40％阻燃粘胶、10％芳 纶1414，四种纤维通过常规棉纺系统设备制备的清棉混纺条，然后通过赛络纺 细纱机纺成20s短纤纱，采取横机设备加工制得织物克重为200g/m2的针织物。
对比例1
采取实施例2的方法，制成纤维重量比例为：55％阻燃尼龙、35％阻燃粘胶、 10％芳纶1414，具有阻燃性的30s/2合股线作为织造经纱。织造成207gsm的机 织面料，水洗后的织物在溢流染缸内进行喷射染色，所得有色成品织物克重为 215g/m2。
对比例2
采取实施例2的方法，制成纤维重量比例为：80％阻燃棉、20％阻燃维纶， 具有阻燃性的24s/2合股线作为织造经纱。织造成268gsm的机织面料，水洗后 的织物在溢流染缸内进行喷射染色，所得有色成品织物克重为283g/m2。
对比例3
采取实施例2的方法，制成纤维重量比例为：50％芳纶1313、40％阻燃涤 纶、10％芳纶1414，具有阻燃性的26s/2合股线作为织造经纱。织造成237gsm 的机织面料，水洗后的织物在溢流染缸内进行喷射染色，所得有色成品织物克重 为245g/m2。
表1