CN101363140A - 一种消光阻燃涤纶纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消光阻燃涤纶纤维及其制备方法和应用，其特征在于，其组分和重量份数含量包括：阻燃母粒1～10份，消光涤纶成纤聚脂99～90份；所说的阻燃母粒由含磷阻燃剂与对苯二甲酸乙二酯与乙二醇聚合制备。本发明消光阻燃涤纶纤维，阻燃剂性能优良，添加量少，阻燃剂与消光剂协同作用，纺丝性能得以改善，阻燃效果好、分解温度高、热稳定性好、发烟量少、无毒、无腐蚀性、无窒息性、与高分子材料相容性好、基本不影响材料的原有性能及生产要求。本方法制造的阻燃涤绘长丝性能指标符合标准要求，纤维柔软富有弹性，阻燃性能好，阻燃效期长。

Description

一种消光阻燃涤纶纤维及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种涤纶纤维及其制备方法和用，特别涉及一种消光阻燃涤纶纤维。

背景技术

涤纶(PET)纤维因其成本低、性能优良、用途广泛，日益受到人们重视。从1953年美国人开始生产涤纶，到2002年，全世界涤纶纤维总产量为1882.5万吨，其中长丝1071.9万吨。涤纶已成为运用最为广泛的纤维。但是由于该产品属可燃物，使其在要求阻燃的航空、铁路和其它交通运输行业、宾馆、饭店、公共娱乐场所的装饰材料及消防等特种行业工作服的方面应用受到了一定的限制。

自七十年代以来世界各国对阻燃聚酷纤维的研究和应用开发日益活跃，各种阻燃聚酯纤维品种不断问世。用于聚酯纤维阻燃改性的阻燃剂主要是含卤素和含磷的阻燃剂。含卤素，特别是含氯、溴的阻燃剂虽然较为有效且应用广泛，但在燃烧时易释放有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体，尤其是常与协同剂锑氧化物配合使用时，其材料燃烧还会释放大量的烟雾，这些都会对人的生命安全造成一定威胁，除此之外，氧化锑本身属非熔物质，在纺丝过程中易堵塞挤丝或喷丝的板孔，从而使换板周期缩短，降低生产效率。在生产中，这类阻燃剂首先混合到聚酯切片中，再按通常的纺丝工艺生产纤维，生产工序受到影响，也影响了纺丝纤维的性能。从而也使含卤阻燃剂的应用受到限制。有研究表明，对聚酯而言，磷是最有效的阻燃元素(王玉忠著，《聚酯纤维阻燃化设计》，四川科技出版社，1994)，但现有的以聚对苯二甲酸乙二醇醇为基体的阻燃改性所获得的含磷共聚酯均存在热性能或力学性能下降、熔融滴落严重等难以解决的问题并且腐蚀纺丝及其他高分子材料加工设备。造成纤维制备困难，因此研究开发新的高性能的阻燃聚酯纤维己成为该领域关注的焦点之一。(含磷阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酷/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法和用，途授权公告号CN1176995C)

除了追求阻燃的功能效果外对于面料的风格也是消费者所关心的问题，添加全消光丝加工制作的布光泽柔和更接近天然效果，所以全消光面料显的更高档，更受消费者的亲睐。PET的消光度是以二氧化钛(TiO2)的百分比含量来定的，二氧化钛TiO2为0.3～0.5％时属于半消光，二氧化钛TiO2为0.5～1.5％时属于消光，二氧化钛TiO2为1.5～3％时属于全消光。

研究表明采用原位生成法合成的不同纳米TiO2含量的PET纳米复合树脂，纳米粒子在PET基体中的分散性和无机纳米粒子的引入可对PET树脂热性能的影响，(原位生成法合成PET/纳米TiO2复合材料I.复合树脂的结构和性能表征<<功能材料>>2004年21期董卫卫等)同时高含量的TiO2在FDY纤维生产中作为成核剂、增塑剂，具有良好的增塑作用，能够较好地改善熔体的流动性能，提高产品染色性能.(<<广东化纤>>2002年01期李喜亮)氧化钛的加入除了可以改变纤维风格外通过工艺调整还能改善熔体流动性的特点影响纺丝效果。

上述文献和专利公开的技术，或是单一的满足了功能纤维阻燃或者消光方面的需求而没有将这些技术加以综合或是添加剂对于可纺性会产生不良影响，同时添加剂在纤维中分布不均可能造成纤维可纺性差阻燃不均，不能完全满足纺织领域的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种消光阻燃涤纶纤维及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足。

本发明的消光阻燃涤纶纤维，其组分和重量份数含量包括：

阻燃母粒1～10份，消光涤纶成纤聚脂99～90份；

所说的消光涤纶成纤聚脂分子量为20000～22000，其中TiO₂的重量含量为1％～3％，可以采用市售的产品，如金山石化牌号为CD-300聚酯产品；

所说的阻燃母粒由含磷阻燃剂与对苯二甲酸乙二酯与乙二醇聚合制备，重量份数为：含磷阻燃剂5～15份，对苯二甲酸乙二酯50～42.5份，乙二醇50～42.5份，催化剂0.1～2份，所说的催化剂为三氧化二锑；

所说的含磷阻燃剂，化学结构式为：

可采用市售产品，如SchillSeilacher公司的产品。

上述的消光阻燃涤纶纤维的制备方法包括如下步骤：

按重量比，将阻燃母粒和消光涤纶成纤聚脂切片在螺杆挤压机进料口均匀混合，进入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，送入分配管、静态混合器、计量泵通过喷丝头喷丝、冷却成形、获得消光阻燃涤纶纤维。

所制备的消光阻燃涤纶纤维可广泛应用于服用领域、装饰领域和产业领域，制备各类阻燃装饰用墙体织物、阻燃工作服、阻燃面料。

本发明消光阻燃涤纶纤维具有以下优点：

(1)阻燃剂性能优良，添加量少，阻燃剂与消光剂协同作用，纺丝性能得以改善，阻燃效果好、分解温度高、热稳定性好、发烟量少、无毒、无腐蚀性、无窒息性、与高分子材料相容性好、基本不影响材料的原有性能及生产要求。

(2)使用消光聚酯与阻燃母粒共混纺丝生产工艺容易实现，便于改善阻燃纤维纺丝效果同时赋予纤维消光特性。

(3)本方法制造的阻燃涤绘长丝性能指标符合标准要求，纤维柔软富有弹性，阻燃性能好，阻燃效期长。

具体实施方式

实施例1

以下均为重量份。

阻燃母粒的制备：

将具有如下化学结构的含磷阻燃剂11份、对苯二甲酸乙二酯48份，乙二醇48份，催化剂三氧化二锑0.5份；搅拌混合均匀，升温至160～230℃进行酯交换反应2～3小时；然后加入反应型含磷阻燃剂，催化剂三氧化二锑混合均匀，升温至240～270℃并抽真空至60Pa以下，聚合2～3小时即可得含磷阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒。

实施例2

阻燃母粒                                  5重量份；

PET成纤树脂(分子量为20000)Ti含量2.5％     95重量份；

按重量比，将阻燃母粒和消光涤纶成纤聚脂切片在螺杆挤压机进料口均匀混合，进入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，送入分配管、静态混合器、计量泵通过喷丝头喷丝、冷却成形、获得消光阻燃涤纶纤维。

质量指标：纤度50dtex、CV％0.96，断裂强度2.5CN/drex，断裂伸长率121.8％，氧指数(测试标准GB/T 5454-1997)40.3，垂直燃烧性能中续燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；阴燃时间(测试标准GB/T 545-1997)<1s；损毁长度(测试标准GB/T 545-1997)85mm。按照ASTM D 523标准以60°角测试的光泽度不超过35％。

Claims (6)

1.一种消光阻燃涤纶纤维，其特征在于，其组分和重量份数含量包括：

阻燃母粒1～10份，消光涤纶成纤聚脂99～90份；

所说的阻燃母粒由含磷阻燃剂与对苯二甲酸乙二酯与乙二醇聚合制备。

2.根据权利要求1所述的消光阻燃涤纶纤维，其特征在于，所说的消光涤纶成纤聚脂分子量为20000～22000。

3.根据权利要求2所述的消光阻燃涤纶纤维，其特征在于，所说的消光涤纶成纤聚脂中TiO₂的重量含量为1％～3％。

4.根据权利要求1所述的消光阻燃涤纶纤维，其特征在于，所说的含磷阻燃剂，化学结构式为：

5.制备权利要求1～4任一项所述的消光阻燃涤纶纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量比，将阻燃母粒和消光涤纶成纤聚脂切片在螺杆挤压机进料口均匀混合，进入挤压机加热熔融、压缩成熔体，并由其旋转螺杆挤出，送入分配管、静态混合器、计量泵通过喷丝头喷丝、冷却成形、获得消光阻燃涤纶纤维。

6.权利要求1～4任一项所述的消光阻燃涤纶纤维在制备各类阻燃装饰用墙体织物、阻燃工作服、阻燃面料中的应用。