CN101962817A - 阻燃抗静电涤纶长丝及其制备方法 - Google Patents

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周平
李忠
秦传香
李秋林
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一种阻燃抗静电涤纶长丝及其制备方法，属于合成纤维技术领域。其是由以下重量份数的原料构成：含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒6-12份，阻燃聚酯切片88-94份，所述长丝的截面形状呈T字形，90-95℃的烫水中的弯曲度为240-300°，沸水收缩率5.8-6.0％，伸度30-40％。优点：能使涤纶纤维既具有永久的抗静电性又具有永恒的阻燃性；避免了抗静电剂不能与织物持久结合的弊端；避免了阻燃效果衰减的问题；加工成织物后具有手感柔软的效果，适用于制作内衣、晚礼服、玩具和绒类制品；由于提供的制备方法仅对喷丝板进行了改进，因而在无需增加额外的工艺步骤的前提下保障了涤纶长丝的技术效果的全面体现。

Description

阻燃抗静电涤纶长丝及其制备方法
技术领域
本发明属于合成纤维技术领域，具体涉及一种阻燃抗静电涤纶长丝，并且还涉及该长丝的制备方法。
背景技术
涤纶纤维也称聚酯纤维，其是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得到的纤维。聚酯纤维作为纺织工业的重要原料在很大程度上缓解了天然纤维的短缺，并且由于聚酯纤维具有优异的耐皱性、弹性和尺寸稳定性、良好的电绝缘性能、耐日光、耐摩擦、不霉不蛀、理想的耐化学试剂性质、耐弱酸和弱碱、卓越的纺织性能(可纺性)和服用性能等等，因此用途十分广泛。涤纶纤维既可纯纺织造，也可与棉、毛、丝、麻等天然纤维、其它化学纤维混纺交织，可加工出花色繁多、坚牢挺括、易洗易干、免烫和服用性能理想的仿毛、仿棉、仿丝和仿麻织物。涤纶织物除了适用于服饰和寝装用品等等外，在工业上，高强度涤纶可用作轮胎帘子线、输送带、消防水管、电绝缘材料、缆绳和渔网等等。
然而，涤纶纤维如其它化学纤维及人造纤维一样，在空气中是易燃的，极限氧指数低于21％，近几年来，随着涤纶纤维应用的不断拓展，人们对涤纶纤维的阻燃性日趋重视，对此可以从文献中得到印证。
中国发明专利号为CN101070625A所提供的是将质量百分比为15-30％的纳米级SiO2混入PET切片中，经熔融纺丝，在丝条凝固前对涤纶长丝的表面吸附一层无卤阻燃剂，这种方法随着时间的推移，阻燃性能会逐渐消失。
中国发明专利号为CN101182655A介绍了一种永久集有色、抗菌、远红外、阻燃性于一体的多功能涤纶长丝是将纳米抗菌粉末、远红外陶瓷纳米粉体、无卤硅酸盐纳米粉体继而粉碎至20nm以下的超细纳米混合物，而后与色母粒及聚酯切片与PET切片按1∶30-60的质量比进行双螺杆纺丝，这种方法不利于节能降耗方面的发展。
中国发明专利号为CN101597816A披露的彩色阻燃消光中空涤纶长丝的制备方法是在制备PET切片的过程中加入质量百分比为4-6％的作为共聚阻燃剂的2-羧乙基苯基次磷酸，该方案获得的涤纶长丝具有阻燃性，但功能单一，例如不具有抗静电功能。
由上面例举的但并不限于所例举的文献可知，人们对涤纶长丝的阻燃性的关注由来已久，在上述文献中，CN1049702C提供的阻燃母粒因与PET之间有着良好的相容性，在共混成纤后阻燃成分在纤维中的持久保持效果基本可以达到令人满意的效果，而其它文献则存在阻燃成分容易从纤维中游离出的欠缺，使纤维的阻燃功能渐渐丧失。
尤其是，上述文献均存在顾此失彼的缺憾，所谓的顾此，即，注重了阻燃功能；而所谓的失彼，则忽视了抗静电的因素。如人们所知之理，静电除了对人体有一定程度的危害，如引起皮肤发炎，心情烦躁、头晕、胸闷，如当静电电压达到2000伏时，手指便有感觉，当超过3000伏便出现火花；静电还会引发火灾，如化纤因静电放出的火花会导致易燃气体(乙炔、气油蒸气等)爆炸造成火灾，又如静电火花能引起麻醉剂爆炸，等等。已有技术通常是在织物的后整理过程中加入具有抗静电功能的助剂(习惯称为抗静电剂)，使织物具有抗静电功能，但是，由于在后整理中加入的抗静电剂并不能表现出与织物持久共存的效果，具体表现为：随着洗涤次数的增加，抗静电效果逐渐衰减，乃至荡然无存。
就客观而言，不论是涤纶长丝生产厂商，还是使用涤纶长丝加工织物的企业或是织物的使用者，均希望涤纶长丝赋有自身与来具有而不是凭借在织物后整理过程中添加相应的功能助剂所产生的阻燃抗静电功能，然而，在已公开的专利和非专利文献中均未见诸有相应的技术启示，对此，本申请人进行了有益的尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的首要任务在于提供一种既具有理想的抗静电效果，又具备优异的阻燃性的阻燃抗静电涤纶长丝。
本发明的另一任务在于提供一种阻燃抗静电涤纶长丝的制备方法，该方法能保障抗静电及阻燃特性与涤纶纤维永久共存，并且能使涤纶长丝具有理想的弯曲度和卷曲度恢复效果。
为体现完成本发明的首要任务，本发明提供的技术方案是：一种阻燃抗静电涤纶长丝，其是由以下重量份数的原料构成：含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒6-12份，阻燃聚酯切片88-94份，所述长丝的截面形状呈T字形，90-95℃的烫水中的弯曲度为240-300°，沸水收缩率5.8-6.0％，伸度30-40％。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的抗静电剂为季铵盐封端的高分子聚醚酯型抗静电剂。
为体现完成本发明的另一任务，本发明提供的技术方案是：一种阻燃抗静电涤纶长丝的制备方法，其是按重量份数先将含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒6-12份与阻燃聚酯切片88-94份混匀，再经干燥，而后由螺杆挤出机经喷丝板上的喷丝孔熔融挤出，得到截面形状为T字形的阻燃抗静电涤纶长丝，其中：所述的喷丝孔为T字形孔，孔数为24-124个。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的T字形孔的长宽比为12-16∶1。
本发明提供的技术方案由于使用了含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒与阻燃聚酯切片，因而能使涤纶纤维既具有永久的抗静电性又具有永恒的阻燃性；避免了已有技术凭借织物后整理工艺加入抗静电剂而致抗静电剂不能与织物持久结合的弊端；阻燃聚酯母粒为无机高分子阻燃剂，能以互穿网络的形式存在于聚酯中，避免了已有技术中将普通的阻燃剂以微粒分散于聚酯中而导致随着时间的推移产生阻燃效果衰减的问题；由于长丝在90-95℃的烫水中弯曲度能达到240-300°的C字形趋向，因而加工成织物后具有手感柔软的效果，适用于制作内衣、晚礼服、玩具和绒类制品。由于提供的制备方法仅对喷丝板进行了改进，因而在无需增加额外的工艺步骤的前提下保障了涤纶长丝的技术效果的全面体现。
具体实施方式
实施例一：
按质量份数，将含有抗静电剂的并且具有互穿网络结构的阻燃聚酯母粒6份与具有互穿网络的阻燃聚酯切片94份混合均匀，将混合后的切片在165℃下干燥，待切片含水在30ppm以下，而经熔融，由螺杆挤出机经喷丝板上的喷丝孔熔融挤出，得到截面形状为“T”形并且具有优异的抗溶滴性能的阻燃抗静电涤纶长丝。本实施例中抗静电剂即为使用季铵盐封端的高分子聚醚酯型抗静电剂。其优点是该大分子链的结构与PET极为相似，因此与PET聚酯的相容性好，分子间的结合力强，同时季铵盐又具有很好的抗静电效果。阻燃聚酯母粒使用由中国江苏省苏州大学纺织与服装工程学院研制并公开销售的牌号为CAS-II型抗静电阻燃聚酯母粒；阻燃聚酯切片采用含有由无机高分子以互穿网络的形式存在于聚酯高分子中的抗溶滴阻燃剂的阻燃聚酯切片，例如优选使用由中国山东省鲁燕色母粒有限公司生产的牌号为HIPS/II型阻燃聚酯切片。
本实施例采用“T”字形喷丝孔，喷丝孔的长与宽之比为12∶1，这种“T”字形喷丝孔既不同于普通的“Y”形喷丝孔，也不同于“一”字形的喷丝孔，“Y”型喷丝孔所制备的异形纤维具有闪光的效果，但它不具有卷曲的功能，“一”字形的喷丝孔控制好长与宽的比例能制备出具有卷曲效果的纤维，但它不具有闪光的效果。而本实施例“T”字形喷丝孔不但能使纤维具有良好的卷曲性能，而且能使纤维具有良好的闪光性能。前述的“T”字形喷丝孔的长与宽之比为12∶1的概念是指：T字的竖的笔划部分称为长，而将T的横的笔划部分称为宽。
实施例2：
将含有抗静电剂的并且具有互穿网络结构的阻燃聚酯母粒的重量份数改为9份，将具有互穿网络的阻燃聚酯切片的重量份数改为91份，喷丝孔的长与宽之比改为14∶1，其余均同对实施例1的描述。
实施例3：
将含有抗静电剂的并且具有互穿网络结构的阻燃剂聚酯母粒的重量份数改为12份，将互穿网络的阻燃聚酯切片的重量份数改为88份，喷丝孔的长与宽之比为16∶1，其余均同对实施例1的描述。
上述实施例1-3所得到的阻燃抗静电涤纶长丝的抗静电效果由纤维比电阻仪经比电阻测定的数据由下表所示：
Figure BSA00000256398700041
上述实施例1-3所得到的阻燃抗静电涤纶长丝的阻燃效果经LOI值测试由下表所示：
  试样   测定值(％)   燃烧情况
  已有技术未处理纤维   20.6   纤维收缩，产生严重熔滴
  已有技术用普通添加的方法   24.8   纤维收缩，有熔滴产生
  本发明的实施例1   30.5   纤维收缩，无熔滴产生
  本发明的实施例2   31   纤维收缩，无熔滴产生
  本发明的实施例3   31.5   纤维收缩，无熔滴产生
上述实施例1-3所得到的阻燃抗静电涤纶长丝的物理指标和弯曲度由下表所示：
Figure BSA00000256398700042

Claims (4)

1.一种阻燃抗静电涤纶长丝，其特征在于其是由以下重量份数的原料构成：含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒6-12份，阻燃聚酯切片88-94份，所述长丝的截面形状呈T字形，90-95℃的烫水中的弯曲度为240-300°，沸水收缩率5.8-6.0％，伸度30-40％。
2.根据权利要求1所述的阻燃抗静电涤纶长丝，其特征在于所述的抗静电剂为季铵盐封端的高分子聚醚酯型抗静电剂。
3.一种如权利要求1所述的阻燃抗静电涤纶长丝的制备方法，其特征在于其是按重量份数先将含有抗静电剂的阻燃聚酯母粒6-12份与阻燃聚酯切片88-94份混匀，再经干燥，而后由螺杆挤出机经喷丝板上的喷丝孔熔融挤出，得到截面形状为T字形的阻燃抗静电涤纶长丝，其中：所述的喷丝孔为T字形孔，孔数为24-124个。
4.根据权利要求3所述的阻燃抗静电涤纶长丝的制备方法，其特征在于所述的T字形孔的长宽比为12-16∶1。
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