CN104862813A - 一种阻燃ptt聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃PTT聚酯纤维及其制备方法。本发明的一种阻燃PTT聚酯纤维,其组分按质量百分数配比为:PTT80%~95%、阻燃剂单体2%~8%、聚乙二醇2%~6%、苯甲基硅酮0.5%~2%、全氟丁基磺酸钾0.1%~0.5%、稳定剂0.1%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%,所述PTT是以对苯二甲酸和1,3-丙二醇为原料而制得的特性黏度0.7~0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯,所述阻燃剂单体为2-羟乙基(苯基)次膦酸。本发明的有益效果是,本发明具有优良的阻燃性能和耐热性能,其极限氧指数可达38%以上,而且手感柔软,服用性强,适于纺织纤维领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体地说是一种阻燃PTT聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料,目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域,但单独使用PTT存在阻燃性差、耐热性不好、尺寸稳定性不高的问题,限制其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃PTT聚酯纤维及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种阻燃PTT聚酯纤维,其组分按质量百分数配比为:PTT 80%~95%、阻燃剂单体2%~8%、聚乙二醇2%~6%、苯甲基硅酮0.5%~2%、全氟丁基磺酸钾0.1%~0.5%、稳定剂0.1%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%。
所述PTT是以对苯二甲酸和1,3-丙二醇为原料而制得的特性黏度0.7~0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。
所述阻燃剂单体为2-羟乙基(苯基)次膦酸。
所述稳定剂为磷酸三甲酯或磷酸三苯酯。
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
上述的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的阻燃纤维的制备方法,包括以下步骤:
(1)、制备阻燃剂单体预聚液:取阻燃剂单体和一定质量的1,3-丙二醇加入酯化釡中,使制得以1,3-丙二醇为溶剂、阻燃剂单体的质量百分比浓度为20~40wt%的浆液,然后加入占阻燃剂单体重量0.1%~0.2%的催化剂醋酸锌,混合均匀,在温度140℃~165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2~6h,再进行过滤,所得滤液即为所述的阻燃剂单体预聚液;
(2)、酯化反应:按质量比1.5~2:1称取对苯二甲酸和1,3-丙二醇加入酯化釡中,同时加入占对苯二甲酸重量0.1%~0.3%的催化剂醋酸锌,在温度165℃~200℃和常压条件下进行酯化反应1~4h,当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物;
(3)、缩聚反应:将步骤(2)的酯化物转入聚合釡中,同时加入步骤(1)制得的阻燃剂单体预聚液,再加入按原料总质量百分比含量所述的聚乙二醇、苯甲基硅酮、全氟丁基磺酸钾、稳定剂、抗氧剂和润滑剂,然后加入占所述对苯二甲酸重量0.2%~0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯,在温度265℃~270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2~4h,当产物的特性粘度达到0.7~0.9dL/g后,出料制成切片;
(4)、纺丝:将步骤(3)得到的切片置于真空转鼓干燥机中干燥,干燥温度从60℃开始升温,升温速率控制在10~15℃/h,直到温度达150℃~160℃后,进行保温3~5h,使切片结晶后含水率小于0.003%,然后加入螺杆挤压机熔融进行纺丝,即得本发明的一种阻燃PTT聚酯纤维,其中,纺丝的熔体温度控制在245℃~255℃之间,卷绕速度控制在500~4000m/min,热定型温度为80℃~150℃,牵伸倍数控制在2~5倍之间。
本发明的有益效果是,本发明具有优良的阻燃性能和耐热性能,其极限氧指数可达38%以上,而且手感柔软,服用性强,适于纺织纤维领域。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1:
一种阻燃PTT聚酯纤维,其组分按质量百分数配比为:PTT 85%、阻燃剂单体8%、聚乙二醇4%、苯甲基硅酮1.5%、全氟丁基磺酸钾0.1%、磷酸三甲酯0.3%、抗氧剂0.3%、季戊四醇硬脂酸酯0.8%,其中,所述PTT是以对苯二甲酸和1,3-丙二醇为原料而制得的特性黏度0.7~0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯,所述阻燃剂单体为2-羟乙基(苯基)次膦酸,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
制备方法:(1)、制备阻燃剂单体预聚液:取阻燃剂单体和一定质量的1,3-丙二醇加入酯化釡中,使制得以1,3-丙二醇为溶剂、阻燃剂单体的质量百分比浓度为20~40wt%的浆液,然后加入占阻燃剂单体重量0.1%~0.2%的催化剂醋酸锌,混合均匀,在温度140℃~165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2~6h,再进行过滤,所得滤液即为所述的阻燃剂单体预聚液;(2)、酯化反应:按质量比1.5~2:1称取对苯二甲酸和1,3-丙二醇加入酯化釡中,同时加入占对苯二甲酸重量0.1%~0.3%的催化剂醋酸锌,在温度165℃~200℃和常压条件下进行酯化反应1~4h,当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物;(3)、缩聚反应:将步骤(2)的酯化物转入聚合釡中,同时加入步骤(1)制得的阻燃剂单体预聚液,再加入按原料总质量百分比含量所述的聚乙二醇、苯甲基硅酮、全氟丁基磺酸钾、磷酸三甲酯、抗氧剂和季戊四醇硬脂酸酯,然后加入占所述对苯二甲酸重量0.2%~0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯,在温度265℃~270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2~4h,当产物的特性粘度达到0.7~0.9dL/g后,出料制成切片;(4)、纺丝:将步骤(3)得到的切片置于真空转鼓干燥机中干燥,干燥温度从60℃开始升温,升温速率控制在10~15℃/h,直到温度达150℃~160℃后,进行保温3~5h,使切片结晶后含水率小于0.003%,然后加入螺杆挤压机熔融进行纺丝,即得本发明的一种阻燃PTT聚酯纤维,其中,纺丝的熔体温度控制在245℃~255℃之间,卷绕速度控制在500~4000m/min,热定型温度为80℃~150℃,牵伸倍数控制在2~5倍之间。
实施例2:
一种阻燃PTT聚酯纤维,其组分按质量百分数配比为:PTT 91%、阻燃剂单体5%、聚乙二醇2.5%、苯甲基硅酮1%、全氟丁基磺酸钾0.1%、磷酸三苯酯0.1%、抗氧剂0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.2%,其中,所述PTT是以对苯二甲酸和1,3-丙二醇为原料而制得的特性黏度0.7~0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯,所述阻燃剂单体为2-羟乙基(苯基)次膦酸,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
制备方法:(1)、制备阻燃剂单体预聚液:取阻燃剂单体和一定质量的1,3-丙二醇加入酯化釡中,使制得以1,3-丙二醇为溶剂、阻燃剂单体的质量百分比浓度为20~40wt%的浆液,然后加入占阻燃剂单体重量0.1%~0.2%的催化剂醋酸锌,混合均匀,在温度140℃~165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2~6h,再进行过滤,所得滤液即为所述的阻燃剂单体预聚液;(2)、酯化反应:按质量比1.5~2:1称取对苯二甲酸和1,3-丙二醇加入酯化釡中,同时加入占对苯二甲酸重量0.1%~0.3%的催化剂醋酸锌,在温度165℃~200℃和常压条件下进行酯化反应1~4h,当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物;(3)、缩聚反应:将步骤(2)的酯化物转入聚合釡中,同时加入步骤(1)制得的阻燃剂单体预聚液,再加入按原料总质量百分比含量所述的聚乙二醇、苯甲基硅酮、全氟丁基磺酸钾、磷酸三苯酯、抗氧剂和季戊四醇硬脂酸酯,然后加入占所述对苯二甲酸重量0.2%~0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯,在温度265℃~270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2~4h,当产物的特性粘度达到0.7~0.9dL/g后,出料制成切片;(4)、纺丝:将步骤(3)得到的切片置于真空转鼓干燥机中干燥,干燥温度从60℃开始升温,升温速率控制在10~15℃/h,直到温度达150℃~160℃后,进行保温3~5h,使切片结晶后含水率小于0.003%,然后加入螺杆挤压机熔融进行纺丝,即得本发明的一种阻燃PTT聚酯纤维,其中,纺丝的熔体温度控制在245℃~255℃之间,卷绕速度控制在500~4000m/min,热定型温度为80℃~150℃,牵伸倍数控制在2~5倍之间。
Claims (6)
1.一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,其组分按质量百分数配比为:PTT 80%~95%、阻燃剂单体2%~8%、聚乙二醇2%~6%、苯甲基硅酮0.5%~2%、全氟丁基磺酸钾0.1%~0.5%、稳定剂0.1%~0.5%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,所述阻燃剂单体为2-羟乙基(苯基)次膦酸。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,所述稳定剂为磷酸三甲酯或磷酸三苯酯。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯纤维,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、制备阻燃剂单体预聚液:取阻燃剂单体和一定质量的1,3-丙二醇加入酯化釡中,使制得以1,3-丙二醇为溶剂、阻燃剂单体的质量百分比浓度为20~40wt%的浆液,然后加入占阻燃剂单体重量0.1%~0.2%的催化剂醋酸锌,混合均匀,在温度140℃~165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2~6h,再进行过滤,所得滤液即为所述的阻燃剂单体预聚液;
(2)、酯化反应:按质量比1.5~2:1称取对苯二甲酸和1,3-丙二醇加入酯化釡中,同时加入占对苯二甲酸重量0.1%~0.3%的催化剂醋酸锌,在温度165℃~200℃和常压条件下进行酯化反应1~4h,当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物;
(3)、缩聚反应:将步骤(2)的酯化物转入聚合釡中,同时加入步骤(1)制得的阻燃剂单体预聚液,再加入按原料总质量百分比含量所述的聚乙二醇、苯甲基硅酮、全氟丁基磺酸钾、稳定剂、抗氧剂和润滑剂,然后加入占所述对苯二甲酸重量0.2%~0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯,在温度265℃~270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2~4h,当产物的特性粘度达到0.7~0.9dL/g后,出料制成切片;
(4)、纺丝:将步骤(3)得到的切片置于真空转鼓干燥机中干燥,干燥温度从60℃开始升温,升温速率控制在10~15℃/h,直到温度达150℃~160℃后,进行保温3~5h,使切片结晶后含水率小于0.003%,然后加入螺杆挤压机熔融进行纺丝,即得本发明的一种阻燃PTT聚酯纤维,其中,纺丝的熔体温度控制在245℃~255℃之间,卷绕速度控制在500~4000m/min,热定型温度为80℃~150℃,牵伸倍数控制在2~5倍之间。
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