CN104451938A - 一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维及其制备方法。所述高含氟量聚酯母粒的制备方法为：采用六氟环氧丙烷与双酚A反应制备得到含氟功能单体，再以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，经第一步酯化反应，第二步预缩聚，再进行后缩聚反应，制备得到抗污阻燃防熔滴聚酯母粒。高含氟聚酯母粒干燥后，采用熔体直纺在线添加的方法，控制熔体流量以及在线添加流量，经异形喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及拉伸后制备得到防污阻燃防熔滴聚酯纤维。本发明所制备的防污阻燃聚酯纤维具有疏水疏油性，制备过程不需要上油，具有优异的阻燃、抗污以及防熔滴性能，应用于家纺领域具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维及其制备方法，属于聚酯多功能改性领域。
背景技术
聚酯纤维由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯，再经熔融纺丝所得的合成纤维。通常聚酯纤维指的是聚对苯二甲酸乙二醇酯纺制的纤维，中国商品名为涤纶，目前是合成纤维的第一大品种。聚酯纤维具有高强、高模、保型性好、尺寸稳定性高等优异性能，被广泛应用于服装、装饰、工农业等各领域。2012年中国聚酯纤维的产量以达3300万吨，但由于产品的同质化现象严重，产品附加值不高，许多企业都面临着开工艰难的困境，因此开发具有高附加值的聚酯纤维对提高企业的市场竞争力，扭转聚酯企业目前艰难的困境具有深远的意义。同时随着生活水平的提高，人们对服用纤维提出更高要求，以从传统的保暖为穿着目的发展到今天的以时尚、健康、安全等为追求。除了在服用领域，在汽车内饰品、家纺领域舒适安全性聚酯产品都具有极为广泛的应用。因此围绕舒适和安全性所开发的聚酯纤维新产品既是聚酯进一步发展的需要也是市场消费者日益增加的需求。
在防污阻燃聚酯的制备研究方面，国内外学者与结构已经展开了相关的研究。McCarthy等利用等离子体聚合的方法，在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面上制备七氟丙烯酸酯薄膜(ChenW，Fadeev AY，McCarthy T J，et al.Langmuir，1999，15：3395-3399)；Young-Yeon Ji等利用等离子体聚合方法，用氩气携带六甲基二甲硅氧烷(HMDSO)涂覆聚酯纤维，获得疏水性表面(Young-Yeon Ji，Yong-CheolHong，Suck-Hyun Lee，Sung-Dae Kim，Sang-SikKim.Surface&Coatings Technology.202(2008)5663-5667)。AshrafM等通过在聚酯织物表面涂覆氧化锌纳米棒来调控织物的亲水性与疏水性。(AshrafM，Campagne C，PerwuelzA，et al.Developmentof superhydrophilic and superhydrophobic polyester fabric by growing Zinc Oxidenanorods[J].Journal ofcolloid and interface science，2013，394：545-553)。中国专利“一种聚酯纤维用抗菌疏水复合剂的制备方法”(申请号CN 201310027956)首先合成了一种聚酯纤维用抗菌疏水复合剂，再将复合剂通过共聚的手段引入到聚酯分子链中，从而赋予聚酯母粒抗菌疏水性能。“一种强疏水性聚酯的制备方法”(申请号CN 201010611582)涉及一种强疏水性聚酯的制备方法以及制备出的具有类似荷叶的微纳米阶层复合结构的强疏水性聚酯，采用溶解-析出法制备强疏水性聚酯的制备方法。专利“赋予聚酯纤维物疏水性功能的方法”(申请号CN200810208040)在分散染料染色加工时，把聚酯纤维物浸泡于具有亲水性取代基的二卤代三嗪类化合物和多元氨基化合物以及染液的共存溶液中，经过多次的浸渍与高温热处理，最终制备疏水性的聚酯纤维。在阻燃防熔滴聚酯研究方面，同样国内外学者做了大量的工作：
在阻燃聚酯纤维研究方面，目前研究最为广泛且已经工业化的是利用磷系阻燃剂。中国专利“一种阻燃抗熔滴聚酯复合纤维的制备方法”(申请号CN102277653 B)将芳香族二元羧酸、二元醇和含磷阻燃剂混合，同时加入催化剂和热稳定剂，反应即得阻燃聚酯母粒，聚酯母粒与磷酸盐玻璃共混并经熔融纺丝即得阻燃抗熔滴聚酯复合纤维。“一种阻燃共聚改性聚酯的制备方法”(申请号CN 102020766 A)将2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)或羟甲基苯基次磷酸(HMPPA)直接加入聚酯原料对苯二甲酸和乙二醇混合浆料中，进入聚酯生产体系，经酯化、聚合生成改性阻燃聚酯。磷系阻燃剂具有高效无毒，从研究报道中多以CEPPA类为主，但是CEPPA分子两端羟基与羧基的不对称结构，而聚合过程中游离的端羧基难以进一步发生酯化反应，因此添加的CEPPA严重影响聚酯聚合度，难以满足高磷含量熔体直纺聚酯纤维的生产要求。双酚A、季戊四醇等由于分子中碳含量高，在燃烧过程中易于发生成碳反应，从而阻止材料的热量等向内部扩散，达到阻燃的目的，但由于主链上引入的双酚A基团的高度刚性，使其分子柔性降低因而，影响纤维的柔韧性，因此过多的加入影响聚酯性能。
根据以上围绕防污阻燃防熔滴功能聚酯母粒的制备相关文献及专利的报道，可以归纳成以下几个方法：(1)在对聚酯熔融纺丝成型的纤维或织物涂覆具有防污、阻燃特性的整理剂。这种方法通过整理剂的涂覆在聚酯织物上从而赋予织物的功能性，从实施工艺上来看，为了提高整理剂在织物表面的负载，需要经过多次的浸渍加热等工艺，操作繁琐，效率低下。同时这种方法使纤维的风格硬化加大，进而由于洗涤等的揉搓作用引起的物理摩擦也容易使树脂皮膜剥离，从而使耐久性仍然受到限制；(2)常规通过与具有防污、阻燃剂进行共混从而实现聚酯的防污阻燃功能。涉及到功能母粒涉及与制备，对母粒的改性高效性、热稳定性、共混相容性及成纤性等方面提出了更高的要求。(3)通过在聚合中引入阻燃或防污改性组分以共聚合的形式制备防污阻燃防熔滴聚酯纤维母粒，这类方法从聚酯分子化学水平进行设计改性，可以赋予聚酯纤维永久性的疏水、疏油及阻燃特性。同时这种方法尤其适合目前以熔体直纺为主的聚酯加工体系，具有效率高、成本低的特征。共聚合方法制备防污阻燃防熔滴聚酯纤维关键在于引入的改性组分制备得到的聚酯母粒序列结构可控，具有良好的成纤性。除此之外在这些报道中以研究防污或阻燃某一项性能为主，对制备的聚酯兼有防污与阻燃抗熔滴特性较少，这主要归结于多组分引入聚酯中，聚酯的成纤性受到较大的影响，引入的改性组分间的协同效应不明确，改性缺乏高效性，易造成改性成本大幅提高。
发明内容
本发明针对现有聚酯纤维疏水、疏油特性差，以及成碳阻燃、防熔滴的改性成本高的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备方法，其特征在于，采用六氟环氧丙烷与双酚A反应，制备得到含氟功能单体，再以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，第一步常压条件下对苯二甲酸与乙二醇以及含氟功能单体进行酯化反应，第二步先在加温常压下进行预缩聚，再在加温和真空条件下进行后缩聚反应，制备得到抗污阻燃防熔滴多功能聚酯母粒。
优选地，所述双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.25～1.50，然后在pH为8.0～10.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为65～85℃，制备得到低分子量的含氟功能单体。
优选地，所述双酚A与六氟环氧丙烷反应中双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂。
优选地，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.25～1.67，且乙二醇与含氟单体的摩尔比为1∶0.05～1∶0.20。
优选地，所述第一步酯化反应的反应条件为：在氮气保护下，压强为0.5～0.8MPa，反应温度为160～185℃，反应时间为6～10h。
优选地，所述第二步中的预缩聚反应的反应条件为：反应温度为260～280℃，反应时间为4～6h。
优选地，所述第二步中的后缩聚反应的反应条件为：真空度低于60Pa，反应温度为270～290℃，反应时间为3～5h。
本发明还提供了一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，采用上述防污阻燃防熔滴聚酯作为母粒，采用熔体直纺在线添加的方法，以常规聚酯为管线熔体，将母粒添加到在线添加装置中，控制熔体流量以及在线添加流量，熔体再经异形喷丝板纺丝成形、冷却、牵伸以及1～3倍拉伸后制备得到防污阻燃防熔滴聚酯纤维。
优选地，所述防污阻燃防熔滴聚酯在使用前须在120℃下干燥24h。
优选地，所述母粒与常规聚酯的质量比为1∶0.5～20，所述防污阻燃防熔滴聚酯特性粘度为0.65～0.78dL/g。
优选地，所述异型喷丝板的截面形状为为中空、U型、十字型、8字型或一字型。
优选地，所述纺丝过程中的工艺参数为：熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶0.5～20；纺丝温度为260～290℃；POY纺丝速度为3000～4000m/min；侧吹风温度为26～28℃；送风相对湿度为70～80％；风速为0.4～0.5m/s。
上述防污阻燃防熔滴聚酯纤维，其特征在于，所述防污阻燃防熔滴聚酯纤维表面能不大于24mJ/cm2，极限氧指数不小于32，断裂强度不小于3.0cN/dtex，断裂伸长率为12％～20％。
优选地，所述防污阻燃聚酯纤维的横截面为中空、U型、十字型、8字型或一字型。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明以含氟聚酯母粒经在线添加纺丝的方式制备防污阻燃防熔滴聚酯纤维，通过先采用共聚的方法，以高活性六氟环氧丙烷与刚性双酚A反应，制备得到低分子量双官能团活性含氟一聚体，用于与对苯二甲酸以及乙二醇进行共聚改性，通过含氟功能单体与二元酸进行缩聚，在聚酯主链上引入含氟疏水梳油以及阻燃链段，改善聚酯疏水疏油性及阻燃性能，赋予聚酯切片优异的疏水疏油以及阻燃性能，由于氟碳材料本身的难燃特性使材料具有优异的阻燃性能，同时由于材料的氟原子在聚酯链段中均匀分布，使聚酯难以熔滴；同时引入的高度刚性双酚A分子链段，易于成碳，提高聚酯的阻燃与抗熔滴性能，同时分子中引入的六氟丙烷基具有类似聚对苯二甲酸丙二醇酯结构，分子结构具有柔软和可记忆性能；而采用共聚的方法使含氟基团嫁接在聚酯主链上，避免了含氟树脂与聚酯共混难以相容的问题；同时通过采用刚性的双酚A结构先与六氟环氧丙烷进行反应，使六氟环氧丙烷与高活性的双酚A进行反应再聚合，避免了气态的六氟环氧丙烷在高温反应下不利于聚合反应，在提高反应活性，引入刚性链段，降低聚酯纺丝后纤维弹性，提高聚酯纤维力学性能；所制备的含氟防污阻燃聚酯母粒阻燃性好，聚酯表面能低，性能优异等显著特点，应用于家纺、工业丝等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维母粒时的反应方程式；
图2为实施例3制备的防污阻燃防熔滴聚酯纤维母粒的碳核磁共振图谱；
图3为实施例3制备的防污阻燃防熔滴聚酯纤维母粒的碳核磁共振图谱，所制备的聚酯其各类碳原子的排列如图中所示。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1-5制备的样品的性能测试为其中表面能的测试采用视频接触角仪，以水、乙二醇为表面能测试试剂，测试温度为25℃，测试样品为防污阻燃聚酯纤维样品；同时极限氧指数测试按照国标GB/T2406-1993，把制备的样条制成42cm长可自支撑纱线进行测试；特性粘度测定采用质量比为1∶1的苯酚和四氯乙烷溶液，采用全自动粘度测定仪，毛细管直径为1.2mm，对聚酯的特性粘度进行测定；采用单丝强力测试仪，按照国标(GB/T 14344-2003)合成纤维长丝拉伸性能试验方法对防污阻燃聚酯纤维的单丝进行强力以及伸长率等进行测试。
实施例1
第一步防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备：以双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.25加料，控制双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂，在pH为8.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为85℃，制备得到低分子量的含氟功能单体；然后以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，按对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.67，且乙二醇与含氟单体的摩尔比为1∶0.20；第一步先是在氮气保护下，对苯二甲酸与含氟单体进行酯化反应，酯化体系压强在0.8MPa，反应温度在185℃，反应6h的条件下；再经缩聚反应先在常压下进行预缩聚，反应温度在280℃，保持4h；然后在高温、高真空条件下进行后缩聚，真空度低于60Pa，反应温度在270℃，反应时间为5h。上述反应方程式如图1所示，制备得到防污阻燃防熔滴多功能聚酯母粒其聚酯表面能为20.1mJ/cm2，极限氧指数为41，聚酯粘度为0.65dL/g。
第二步防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备：将制备的防污阻燃防熔滴聚酯母粒在120℃真空干燥24h后，采用熔体直纺在线添加的方法，把母粒添加到在线添加装置中，控制熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶0.5，采用熔体中空喷丝板，再经喷丝板截面为中空形状的喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及2.5倍拉伸后制备得到防污阻燃聚酯纤维；制备得到防污阻燃聚酯纤维其表面能为20.1mJ/cm2，极限氧指数为37，断裂强度为3.4cN/dtex，断裂伸长率为16％。纺丝过程中的工艺参数为：
纺丝温度290℃；
POY纺丝速度4000m/min；
侧吹风温度28℃；
送风相对湿度80％；
风速0.4m/s。
实施例2
第一步防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备：以双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.50加料，控制双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂，在pH为10.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为65℃，制备得到低分子量的含氟功能单体；然后以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，按对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.25，且乙二醇与含氟功能单体的摩尔比为1∶0.05；第一步先是在氮气保护下，对苯二甲酸与含氟单体进行酯化反应，酯化体系压强在0.5MPa，反应温度在160℃，反应10h的条件下，再经缩聚反应先在常压下进行预缩聚，反应温度在260℃，保持6h；然后在高温、高真空条件下进行后缩聚，真空度低于60Pa，反应温度在290℃，反应时间为3h。上述反应方程式如图1所示，制备得到防污阻燃聚酯其聚酯表面能为24.0mJ/cm2，极限氧指数37，聚酯粘度0.78dL/g。
第二步防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备：将制备的防污阻燃防熔滴聚酯母粒在120℃真空干燥24h后，采用熔体直纺在线添加的方法，把母粒添加到在线添加装置中，控制熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶20，采用8字型喷丝板，再经喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及1倍拉伸后制备得到防污阻燃聚酯纤维；制备得到防污阻燃聚酯纤维其表面能为25.0mJ/cm2，极限氧指数为33，断裂强度为3.8cN/dtex，断裂伸长率为18％。纺丝过程中的工艺参数为：
纺丝温度260℃；
POY纺丝速度3000m/min；
侧吹风温度26℃；
送风相对湿度70％；
风速0.5m/s。
实施例3
第一步防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备：以双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.40加料，控制双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂，在pH为8.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为75℃，制备得到低分子量的含氟功能单体；然后以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料；将对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，按对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.5，且乙二醇与含氟功能单体的摩尔比为1∶0.10；第一步先是在氮气保护下，酯化体系压强在0.7MPa，反应温度在165℃，反应8h的条件下，对苯二甲酸与乙二醇进行反应，同时含氟单体与对苯二甲酸反应，生产预聚体；再经缩聚反应先在常压下进行预缩聚，反应温度在280℃，保持6h；然后在高温、高真空条件下进行后缩聚，真空度低于60Pa，反应温度在290℃，反应时间为4h。上述反应方程式如图1所示，制备得到防污阻燃聚酯其聚酯表面能22.0mJ/cm2，极限氧指数39，聚酯粘度0.67dL/g。
第二步防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备：将所述所制备的含氟防污阻燃聚酯母粒在120℃真空干燥24h后，采用熔体直纺在线添加的方法，把母粒添加到在线添加装置中，控制熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶10，采用熔体“十”字型喷丝板，再经喷丝板截面为“十”字形状的喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及2.5倍拉伸后制备得到防污阻燃聚酯纤维；制备得到防污阻燃聚酯纤维其表面能为24.1mJ/cm2，极限氧指数为33，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为20％。纺丝过程中的工艺参数为：
纺丝温度285℃；
POY纺丝速度3500m/min；
侧吹风温度28℃；
送风相对湿度80％；
风速0.5m/s。
图2为上述制备的功能含氟单体的各类碳原子的排列如图二所示，其中新生成的d(δ＝128.3ppm)和f(δ＝114.1ppm)以及a(δ＝156.7ppm)碳原子对应的化学位移说明含氟官能团与双酚A发生化学反应，且其对应的d、f、a碳原子的化学位移由原来的104.7、84.5、156.0ppm变为128.3、114.1、156.7ppm因为生成含氟功能单体。
图3为上述制备的防污阻燃防熔滴聚酯纤维母粒的碳核磁共振图谱，所制备的聚酯其各类碳原子的排列如图中所示。其中图谱中含有功能含氟单体的化学位移图谱(b、c、f、g、m、o对应的是双酚A官能团中各碳原子图谱；e、h、j对应的是含氟部分各碳原子图谱)，其中含氟部分中e碳原子的化学位移由128.3ppm提高到129.9ppm因此其与聚酯发生了化学反应，说明含氟功能单体与聚酯发生共聚反应。
实施例4
第一步防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备：以双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶35加料，控制双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂，在pH为9.5的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为65℃，制备得到低分子量的含氟功能单体；然后以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料；将对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，按对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.35，且乙二醇与含氟功能单体的摩尔比为1∶0.15；第一步先是在单体保护下，酯化体系压强在0.6MPa，反应温度在185℃，反应7h的条件下，对苯二甲酸与乙二醇进行反应，同时含氟功能单体与对苯二甲酸反应，生成预聚体；再经缩聚反应先在常压下进行预缩聚，反应温度在265℃，保持5h；然后在高温、高真空条件下进行后缩聚，真空度低于60Pa，反应温度在270℃，反应时间为5h。上述反应方程式如图1所示，制备得到防污阻燃聚酯其聚酯表面能21.5mJ/cm2，极限氧指数39，聚酯粘度为0.68dL/g。
第二步防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备：将所制备的含氟防污阻燃聚酯母粒在120℃真空干燥24h后，采用熔体直纺在线添加的方法，把母粒添加到在线添加装置中，控制熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶0.5，采用“U”字形喷丝板，再经喷丝板截面为“U”字形状的喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及2.5倍拉伸后制备得到防污阻燃聚酯纤维；制备得到防污阻燃聚酯纤维其表面能为20.1mJ/cm2，极限氧指数为34，断裂强度为3.0cN/dtex，断裂伸长率为28％。纺丝过程中的工艺参数为：
纺丝温度290℃；
POY纺丝速度3800m/min；
侧吹风温度28℃；
送风相对湿度70％；
风速0.5m/s。
实施例5
第一步防污阻燃防熔滴聚酯母粒的制备：以双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.30加料，控制双酚A的浓度为1mol/L，以NaOH为pH调节剂，在pH为9.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为85℃，制备得到低分子量的含氟功能单体；然后以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料；将对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，按对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.5，且乙二醇与六氟环氧丙烷的摩尔比为1∶0.20；第一步先是在单体保护下，酯化体系压强在0.8MPa，反应温度在170℃，反应9h的条件下，对苯二甲酸与乙二醇进行反应，同时含氟功能单体对苯二甲酸反应，生产预聚体；再经缩聚反应先在常压下进行预缩聚，反应温度在260℃，保持5.5h；然后在高温、高真空条件下进行后缩聚，真空度低于60Pa，反应温度在275℃，反应时间为3.5h。上述反应方程式如图1所示，制备得到防污阻燃聚酯其聚酯表面能为20.8mJ/cm2，极限氧指数为40，聚酯粘度为0.75dL/g。
第二步防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备：将所制备的含氟防污阻燃聚酯母粒在120℃真空干燥24h后，采用熔体直纺在线添加的方法，把母粒添加到在线添加装置中，控制熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶10，采用熔体“一”字型喷丝板，再经喷丝板熔融纺丝成形、冷却、牵伸以及2.0倍拉伸后制备得到防污阻燃聚酯纤维；制备得到防污阻燃聚酯纤维其表面能为23.1mJ/cm2，极限氧指数为35，断裂强度为3.5cN/dtex，断裂伸长率为15％。纺丝过程中的工艺参数：
纺丝温度290℃；
POY纺丝速度3800m/min；
侧吹风温度28℃；
送风相对湿度70％；
风速0.5m/s。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明以含氟聚酯母粒经在线添加纺丝的方式制备防污阻燃防熔滴聚酯纤维，通过先采用共聚的方法，以高活性六氟环氧丙烷与刚性双酚A反应，制备得到低分子量双官能团活性含氟一聚体，实现气态六氟环氧丙烷在高温下聚合困难，同时提高了分解后聚酯成碳量，通过含氟功能单体与二元酸进行缩聚，在聚酯主链上引入含氟疏水梳油以及阻燃链段，改善聚酯疏水疏油性及阻燃性能，赋予聚酯切片优异的疏水疏油以及阻燃性能，由于氟碳材料本身的难燃特性使材料具有优异的阻燃性能，同时由于材料的氟原子在聚酯链段中均匀分布，使聚酯难以熔滴；同时引入的高度刚性双酚A分子链段，易于成碳，提高聚酯的阻燃与抗熔滴性能，采用共聚的方法使含氟基团嫁接在聚酯主链上，避免了含氟树脂与聚酯共混难以相容的问题；同时通过采用刚性的双酚A结构先与六氟环氧丙烷进行反应，使六氟环氧丙烷与高活性的双酚A进行反应再聚合，避免了气态的六氟环氧丙烷在高温反应下不利于聚合反应，在提高反应活性，引入刚性链段；同时相对目前采用含氟单体以及树脂进行共混以及涂覆的方法，由于本发明含氟官能团是共聚在聚酯分子链段中，以含氟官能团的共聚酯为母粒，经在线添加熔融纺丝，实现了含氟聚酯与常规聚酯的相容，因此可以纺丝，同时共聚的含氟官能团连接在聚酯链段中，因此在水洗后不迁移，且对织物的手感影响少，而涂覆处理织物手感差，柔软性差。按照纺织品水洗色牢度(GB/T 3921-1997)对纤维样品进行处理，然后水洗20次后对样品的阻燃和防污性能进行测试，试验结果如表1所示。
表1 样品水洗后性能
Claims (14)
1.一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维，其特征在于，采用六氟环氧丙烷与双酚A反应，制备得到含氟功能单体，再以对苯二甲酸、乙二醇、含氟功能单体为原料，第一步常压条件下对苯二甲酸与乙二醇以及含氟功能单体进行酯化反应，第二步先在加温常压下进行预缩聚，再在加温和真空条件下进行后缩聚反应，制备得到抗污阻燃防熔滴多功能聚酯母粒。
2.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述双酚A与六氟环氧丙烷按摩尔比为1∶1.25～1.50，然后在pH为8.0～10.0的水溶液中进行反应，反应时间为3.5h，反应温度控制为65～85℃，制备得到低分子量的含氟功能单体。
3.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述双酚A与六氟环氧丙烷反应过程中双酚A的浓度为的1mol/L，以NaOH为pH调节剂。
4.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸与乙二醇的摩尔比为1∶1.25～1.67，且乙二醇与含氟单体的摩尔比为1∶0.05～1∶0.20。
5.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述第一步酯化反应的反应条件为：在氮气保护下，压强为0.5～0.8MPa，反应温度为160～185℃，反应时间为6～10h。
6.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述第二步中的预缩聚反应的反应条件为：反应温度为260～280℃，反应时间为4～6h。
7.根据权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，
所述第二步中的后缩聚反应的反应条件为：真空度低于60Pa，反应温度为270～290℃，反应时间为3～5h。
8.一种防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述的防污阻燃防熔滴聚酯作为母粒，采用熔体直纺在线添加的方法，以常规聚酯为管线熔体，将母粒添加到在线添加装置中，控制熔体流量以及在线添加流量，熔体再经异形喷丝板纺丝成形、冷却、牵伸以及1～3倍拉伸后制备得到防污阻燃防熔滴聚酯纤维。
9.如权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述防污阻燃防熔滴聚酯在使用前须在120℃下干燥24h。
10.如权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述母粒与常规聚酯的质量比为1∶0.5～20，所述防污阻燃防熔滴聚酯母粒的特性粘度为0.56～0.78dL/g。
11.如权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述异型喷丝板的截面形状为为中空、U型、十字型、8字型或一字型。
12.如权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝过程中的工艺参数为：熔体直纺中管道流体流量与在线添加装置流量比值为1∶0.5～20；纺丝温度为260～290℃；POY纺丝速度为3000～4000m/min；侧吹风温度为26～28℃；送风相对湿度为70～80％；风速为0.4～0.5m/s。
13.权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维，其特征在于，所述防污阻燃防熔滴聚酯纤维表面能不大于24mJ/cm2，极限氧指数不小于32，断裂强度不小于3.0cN/dtex，断裂伸长率为12～20％。
14.如权利要求8所述的防污阻燃防熔滴聚酯纤维，其特征在于，所述防污阻燃防熔滴聚酯纤维的横截面为中空、U型、十字型、8字型或一字型。
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|---|---|---|---|---|
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| CN117210956A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-12 | 上海德福伦新材料科技有限公司 | 阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686522A (en) * | 1993-12-06 | 1997-11-11 | Ausimont S.P.A. | Fluoromodified polyesters having improved processability |
| CN102337667A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 东丽纤维研究所（中国）有限公司 | 一种具有阻燃拒水功能的纺织品及其生产方法 |
| CN102391488A (zh) * | 2011-09-26 | 2012-03-28 | 四川东方绝缘材料股份有限公司 | 含氟硅磷抗滴落阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法 |
| CN103469335A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 江苏立新化纤科技有限公司 | 一种氟聚酯高强耐磨工业丝及其制备方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686522A (en) * | 1993-12-06 | 1997-11-11 | Ausimont S.P.A. | Fluoromodified polyesters having improved processability |
| CN102337667A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 东丽纤维研究所（中国）有限公司 | 一种具有阻燃拒水功能的纺织品及其生产方法 |
| CN102391488A (zh) * | 2011-09-26 | 2012-03-28 | 四川东方绝缘材料股份有限公司 | 含氟硅磷抗滴落阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法 |
| CN103469335A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 江苏立新化纤科技有限公司 | 一种氟聚酯高强耐磨工业丝及其制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111549389A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-18 | 徐毓敏 | 一种防污阻燃含氟聚酯纤维及其制备方法 |
| CN111575824A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 徐毓敏 | 一种高含氟聚酯纤维及其制备方法 |
| CN111575827A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 欧阳杰 | 一种含氟聚酯纤维及其制备方法 |
| CN111575826A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-08-25 | 徐毓敏 | 一种含氟聚酯纤维及其制备方法 |
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