CN112779625B - 一种抗熔滴聚酯纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种抗熔滴聚酯纤维及其制备方法，属于纤维制备领域。抗熔滴聚酯纤维包括90～120份的阻燃聚酯切片和6～10份的抗熔滴母粒；抗熔滴母粒的组成为：金属氧化物纳米粒子8～10份，其余为PET聚酯粒料；抗熔滴母粒为PET壳层包裹金属氧化物纳米粒子形成的复合粒子；将阻燃PET聚酯切片和抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。本发明采用自制的阻燃聚酯切片和抗熔滴母粒经熔融共混纺丝的方法制得的PET聚酯纤维具有优异的阻燃性能和抗熔滴性能。

Description

一种抗熔滴聚酯纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于聚酯纤维技术领域，具体涉及一种抗熔滴聚酯纤维及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为最重要的三大合成材料之一，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性，被广泛应用于纺织纤维、包装材料、薄膜等领域，尤其在纤维领域，聚酯纤维占据合成纤维总量的70％～80％，广泛应用于服装、家纺、轨道交通、汽车内饰及公共场所纺织品等。据统计，2018年大约有455万吨的聚酯产能投放。在行业相对景气的2017后，聚酯产能进入了投产高峰期。然而，PET属于线型热塑性高聚物，极限氧指数仅为21％左右，受热后会燃烧、熔融收缩，并产生严重的熔滴现象，容易造成火灾的进一步恶化。
因此开发一种抗熔滴PET聚酯纤维正日益成为功能性聚酯材料开发及研究的热点领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗熔滴聚酯纤维及其制备方法。本发明采用自制的阻燃聚酯切片和抗熔滴母粒经熔融共混纺丝的方法制得的PET聚酯纤维具有优异的阻燃性能和抗熔滴性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种抗熔滴聚酯纤维，按照重量份计，由以下原料组成：包括90～120份的阻燃聚酯切片和6～10份的抗熔滴母粒；所述抗熔滴母粒的组成为：金属氧化物纳米粒子8～10份，其余为PET聚酯粒料；所述抗熔滴母粒为PET壳层包裹金属氧化物纳米粒子形成的复合粒子。
本发明的抗熔滴母粒为金属氧化物纳米粒子表面存在的一层低聚物PET，根据相似相容的原理，修饰后的金属氧化物纳米粒子与表层低聚物PET二者结合为一体，与PET基体间的相容性增强，减少了在PET基体中的“团聚点”，避免了燃烧时产生的热量在“团聚点”的积累，使热量分布的面积增加，单位面积分布的热量减少，从而使得LOI值上升，且在PET基体中分散得更加均匀，燃烧时其牵制的PET的流动面积增大，最终使得熔滴滴落也减少。
另外聚合物在燃烧过程中会受热分解，分解产生气体从基体中向外扩散形成大大小小的孔洞，而不燃的SiO2金属氧化物纳米粒子形成了稳定的致密炭层结构，且随着SiO2金属氧化物纳米粒子含量的增加，形成的炭层的量增加，炭层的结构也越来越稳定，会阻碍气体和热量交换，同时表面炭层包覆分解的聚合物，防止熔滴滴落，从而达到阻燃抗熔滴的效果。
最后本发明的抗熔滴母粒表面存在的一层低聚物PET，因此与PET大分子链结合得更紧密，更易向晶核靠拢，促进其结晶速率，最终使其结晶度最高。
所述金属氧化物纳米粒子中含有硅气凝胶纳米粒子。
所述金属氧化物纳米粒子的粒径为200～700nm；纳米粒子的表面原子存在许多悬空键，具有不饱和性质，因而极易与其他原子相结合而趋于稳定，具有很高的化学活性。对改性PET聚酯复合的体系来讲，纳米粒子的聚集体越小越好，增强增韧效果越明显；纳米粒子的聚集体大于一定尺寸时会使复合体系失去的意义。
优选的，所述阻燃聚酯切片为加入含磷单体共聚形成的阻燃聚酯切片。
优选的，所述含磷单体为［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸。本发明中的阻燃单体以共聚形式引入到PET大分子链中，但是含磷单体的侧链苯环结构造成PET分子链的自由体积增加，使阻燃聚酯的分子链更易运动，自由体积增加，阻碍了分子链的重新排列，说明含磷单体的加入抑制了PET的结晶，而纳米SiO2促进了改性PET的结晶。
优选的，所述阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1．4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、含磷单体1wt%-5wt%一起加入，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230～240℃，酯化时间2h，酯化压力为0．35～0．4MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，30～45min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度270～280℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
优选的，所述含磷单体与对苯二甲酸的摩尔比为1%～5% ：1。
优选的，所述金属氧化物纳米粒子为硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子。二氧化钛纳米具有光催化氧化抑菌作用，二氧化钛纳米粒子在一定的光照条件下，氧化物价带上的电子（e-）受激发跃迁到导带留下带正电荷的空穴（H+），e-和H+与吸附在材料表面的O2、-OH及H2O等反应产生OH-、O2 -。其中具有极强氧化活性OH-能够分解微生物的各种成分（如攻击细菌体细胞内的不饱和键，新产生的自由基激发链式反应，致使细菌蛋白质的多肽链断裂和糖类的解聚），从而达到杀菌效果。同时，O2 -较强的还原性也起到抗菌作用。
优选的，所述抗熔滴母粒的制备方法为：将对苯二甲酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，并加入乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入催化剂三氧化二锑以及乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
优选的，所述硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声5～10分钟后，去除去离子水（可采用离心除水），并快速冷冻（此步骤的目的是让硅气凝胶纳米粒子中含有水分），制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中，通常0.1g气凝胶中滴入1滴四氯化钛（此步骤的目的是让四氯化钛与硅气凝胶纳米粒子中含有水分反应，从而在硅气凝胶纳米粒子的孔径中生成二氧化钛，同时由于硅气凝胶纳米粒子中的水为冷冻水，二者反应速率较慢，产生的二氧化钛粒子也比较小），于60～70度烘干20～30分钟，然后放入马弗炉中加热至400度烧结，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子，其中，由于硅气凝胶比较轻，容易漂浮在溶剂中，难以分散，本发明在硅气凝胶纳米粒子的孔径中引入二氧化钛粒子加重了硅气凝胶纳米粒子的重量，有利于后续的分散；另一方面二氧化钛粒子在硅气凝胶纳米粒子的孔径中生成，有效限制了二氧化钛粒子的粒径大小（其对应的粒径范围在200-700nm），粒径小的二氧化钛粒子催化活性更高，抗菌活性也更好。
优选的，所述放入马弗炉中加热的曲线为按5度每分钟的升温速率升温至200度，然后按2度每分钟的升温速率从200度升温至400度。（经过加热后，一是可以去除硅气凝胶纳米粒子中的水分，而是可以二氧化钛的晶型从金红石型变成锐钛矿型，从而使催化效果更好）
优选的，将烧结后的硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子迅速在液氮中冷却5-10S，急冷的目的是为了使二氧化钛粒子表面预冷炸裂，形成更多的表面缺陷态，从而提高二氧化钛的光催化性能，也有利于提高其抗菌性能，同时也会使硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子减小，数据显示两者的粒径大小在100nm左右。
本发明还提供了一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，所述聚酯切片和抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。
优选的，所述熔融共混纺丝温度为274～286℃，环吹风风温26～29℃，环吹风风速为0.3～0.5m/min；拉伸倍数为2.7～3.5倍，拉伸温度为146～164℃，热定型温度为135～150℃，卷绕速度为4000～4500m/min。
有益效果
1、本发明中的阻燃单体以共聚形式引入到PET大分子链中，但是含磷单体的侧链苯环结构造成PET分子链的自由体积增加，使阻燃聚酯的分子链更易运动，自由体积增加，阻碍了分子链的重新排列，含磷单体的加入抑制了PET的结晶，而纳米SiO2促进了改性PET的结晶。
2、本发明的抗熔滴母粒为金属氧化物纳米粒子表面存在的一层低聚物PET，根据相似相容的原理，修饰后的金属氧化物纳米粒子与表层低聚物PET二者结合为一体，与PET基体间的相容性增强，减少了在PET基体中的“团聚点”，避免了燃烧时产生的热量在“团聚点”的积累，使热量分布的面积增加，单位面积分布的热量减少，从而使得LOI值上升，且在PET基体中分散得更加均匀，燃烧时其牵制的PET的流动面积增大，最终使得熔滴滴落也减少。
3、本发明还加入了金属氧化物纳米粒子，聚合物在燃烧过程中会受热分解，分解产生气体从基体中向外扩散形成大大小小的孔洞，而不燃的SiO2金属氧化物纳米粒子形成了稳定的致密炭层结构，且随着SiO2金属氧化物纳米粒子含量的增加，形成的炭层的量增加，炭层的结构也越来越稳定，会阻碍气体和热量交换，同时表面炭层包覆分解的聚合物，防止熔滴滴落，从而达到阻燃抗熔滴的效果。
4、本发明加入的金属氧化物纳米粒子可以为硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子，其中二氧化钛纳米具有光催化氧化抑菌作用，从而使聚酯纤维具有抗菌功能。
5、本发明制得硅气凝胶（为SiO2纳米粒子）和二氧化钛的复合纳米粒子，由于硅气凝胶比较轻，容易漂浮在溶剂中，难以分散，本发明在硅气凝胶纳米粒子的孔径中引入二氧化钛粒子加重了硅气凝胶纳米粒子的重量，有利于后续的分散；另一方面二氧化钛粒子在硅气凝胶纳米粒子的孔径中生成，有效限制了二氧化钛粒子的粒径大小，粒径小的二氧化钛粒子催化活性更高，抗菌活性也更好。
附图说明
图1为本发明的阻燃聚酯切片的核磁测试数据；
图2为本发明的抗熔滴母粒的SEM图；
图3为本发明的聚酯纤维的SEM图。
具体实施方式
实施例1
一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：1%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230℃，酯化时间2h，酯化压力为0.4MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，45min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度270℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
由图1可看出，化学位移(δ)为8.20处为对苯二甲酸苯环上的氢质子峰，而δ为7.1～7.5处出现的多重质子峰为DDP单元上苯环的氢质子峰，δ为2.6～3.6处出现的3个峰为DDP单元上亚甲基的氢质子峰，δ为4.91处为乙二醇上亚甲基的氢质子峰，δ为4.7和4.25处为聚合过程中生成的二甘醇上亚甲基的氢质子峰。这些阻燃单体的特征峰表明阻燃剂以共聚形式引入到PET大分子链中。
抗熔滴母粒的制备方法为：将1mol对苯二甲酸溶解于100mLN，N-二甲基甲酰胺中，并加入1.3mol乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入0.4mol金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入0.01%mol催化剂三氧化二锑以及0.2mol乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。金属氧化物纳米粒子表面都存在大量的极性基团—OH、—COOH，这些极性基团可分别与原料对苯二甲酸、乙二醇发生脱水反应，在一定的温度及适当的保温时间下，反应生成的产物会进一步与溶液中的乙二醇、对苯二甲酸发生缩聚反应而形成低聚物对苯二甲酸乙二酯包覆层。由图2可看出，低聚物对苯二甲酸乙二酯包覆层包覆着金属氧化物纳米粒子。
将90份的阻燃PET聚酯切片和6份的抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为274℃，环吹风风温26℃，环吹风风速为0.3m/min；拉伸倍数为2.7倍，拉伸温度为146℃，热定型温度为135℃，卷绕速度为4000m/min。
由图3可看出，抗熔滴母粒镶嵌在 PET 基体上，与 PET 基体结合得较为紧密。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达32％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为21滴。
实施例2
一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声10分钟后，去除去离子水，并快速冷冻，制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中后，于70度烘干30分钟，然后放入马弗炉中加热至400度，放入马弗炉中加热的曲线为按5度每分钟的升温速率升温至200度，然后按2度每分钟的升温速率从200度升温至400度，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子。
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：3%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度240℃，酯化时间2h，酯化压力为0.35MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，35min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度275℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
抗熔滴母粒的制备方法为：将1mol对苯二甲酸溶解于100mLN，N-二甲基甲酰胺中，并加入1.3mol乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入0.4mol金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入0.01%mol催化剂三氧化二锑以及0.2mol乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
将107份的阻燃PET聚酯切片和7份的抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为286℃，环吹风风温29℃，环吹风风速为0.5m/min；拉伸倍数为3.5倍，拉伸温度为164℃，热定型温度为150℃，卷绕速度为4500m/min。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达33％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为19滴。
实施例3
一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声8分钟后，去除去离子水，并快速冷冻，制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中后，于65度烘干28分钟，然后放入马弗炉中加热至400度，放入马弗炉中加热的曲线为按5度每分钟的升温速率升温至200度，然后按2度每分钟的升温速率从200度升温至400度，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子。
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：5%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230～240℃，酯化时间2h，酯化压力为0.4MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，30min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度280℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
抗熔滴母粒的制备方法为：将1mol对苯二甲酸溶解于100mLN，N-二甲基甲酰胺中，并加入1.3mol乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入0.4mol金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入0.01%mol催化剂三氧化二锑以及0.2mol乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
将120份的阻燃PET聚酯切片和10份的抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为280℃，环吹风风温27℃，环吹风风速为0.4m/min；拉伸倍数为3倍，拉伸温度为154℃，热定型温度为140℃，卷绕速度为4200m/min。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达32.5％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为20滴。
实施例4
一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声9分钟后，去除去离子水，并快速冷冻，制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中后，于66度烘干23分钟，然后放入马弗炉中加热至400度，放入马弗炉中加热的曲线为按5度每分钟的升温速率升温至200度，然后按2度每分钟的升温速率从200度升温至400度，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子。
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：4%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度235℃，酯化时间2h，酯化压力为0.38MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，45min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度270℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
抗熔滴母粒的制备方法为：将1mol对苯二甲酸溶解于100mLN，N-二甲基甲酰胺中，并加入1.3mol乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入0.4mol金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入0.01%mol催化剂三氧化二锑以及0.2mol乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
将110份的阻燃PET聚酯切片和9份的抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为277℃，环吹风风温28℃，环吹风风速为0.4m/min；拉伸倍数为3.0倍，拉伸温度为154℃，热定型温度为139℃，卷绕速度为4200m/min。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达32.8％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为19滴。
实施例5
一种抗熔滴聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：
硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声9分钟后，去除去离子水，并快速冷冻，制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中后，于66度烘干23分钟，然后放入马弗炉中加热至400度，放入马弗炉中加热的曲线为按5度每分钟的升温速率升温至200度，然后按2度每分钟的升温速率从200度升温至400度，然后放入液氮中急冷5-10S，取出，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子。
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：4%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230～240℃，酯化时间2h，酯化压力为0.38MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，38min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度280℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
抗熔滴母粒的制备方法为：将1mol对苯二甲酸溶解于100mLN，N-二甲基甲酰胺中，并加入1.3mol乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入0.4mol金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入0.01%mol催化剂三氧化二锑以及0.2mol乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
将110份的阻燃PET聚酯切片和9份的抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为277℃，环吹风风温28℃，环吹风风速为0.4m/min；拉伸倍数为3.0倍，拉伸温度为154℃，热定型温度为139℃，卷绕速度为4200m/min。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达33.5％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为18滴。
对比例1
阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1.4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸一起加入，其中三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸与对苯二甲酸的摩尔比为0.03%：0.02%：0.04%：1%：1，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230℃，酯化时间2h，酯化压力为0.4MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，45min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度270℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
将90份的阻燃PET聚酯切片，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维。熔融共混纺丝温度为274℃，环吹风风温26℃，环吹风风速为0.3m/min；拉伸倍数为2.7倍，拉伸温度为146℃，热定型温度为135℃，卷绕速度为4000m/min。
本发明制得的抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数达26％，垂直燃烧达V–0级，１分钟内滴落的熔滴数为50滴。
通过实施例1可以看出，无机纳米的加入可以提高阻燃效果和抗熔滴效果。
本发明制备的聚酯纤维的性能数据均按国家标准测试，具体如表1所示；可以看出本发明制备抗熔滴聚酯纤维由于在无机纳米粒子表面包覆低聚合的PET聚酯，与PET大分子链有良好的相容性，对PET聚酯本身的性能影响较小，具有良好的韧性。
表1本发明制备的聚酯纤维的基本性能数据表
检测结果检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
纤维密度(g/cm) 1.29 1.42 1.41 1.38 1.40
断裂强度(MPa) 680 706 709 704 712
抗拉强度(MPa) 660 678 680 684 675
本发明制备的聚酯纤维的性能数据均按国家标准测试，具体如表2所示；可以看出本发明制备抗熔滴聚酯纤维由于添加二氧化钛无机纳米粒子，具有良好的抗菌性能。
表2本发明制备的聚酯纤维的抗菌效果数据表
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以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的发明内容。

Claims (3)

1.一种抗熔滴聚酯纤维，其特征是，按照重量份计，由以下原料组成：包括90～120份的阻燃聚酯切片和6～10份的抗熔滴母粒；所述抗熔滴母粒的组成为：金属氧化物纳米粒子8～10份，其余为PET聚酯粒料；所述抗熔滴母粒为PET壳层包裹金属氧化物纳米粒子形成的复合粒子；所述金属氧化物纳米粒子为硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子，所述硅气凝胶与二氧化钛的复合纳米粒子的制备方法为：将硅气凝胶纳米粒子加入去离子水超声5-10分钟后，去除去离子水，并快速冷冻，制得含冰块的硅气凝胶纳米粒子，然后将四氯化钛缓慢滴入含冰块的硅气凝胶纳米粒子中后，于60-70度烘干20-30分钟，然后放入马弗炉中加热至400度，制得硅气凝胶和二氧化钛的复合纳米粒子；所述聚酯切片和抗熔滴母粒通过熔融共混纺丝的方法，经喷丝组件喷丝挤出，环吹风冷却，集束上油，牵伸，热定型和卷绕制备得到抗熔滴聚酯纤维，所述阻燃聚酯切片为加入含磷单体共聚形成的阻燃聚酯切片，所述含磷单体为［(6-氧代-6H二苯并［c，e］［1，2］氧磷杂己环-6-基)甲基］丁二酸，将对苯二甲酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，并加入乙二醇配制成混合溶液于四口烧瓶中，在搅拌转数为300r/min、氮气流量为20cm³/min以及水循环冷凝状态下，先加入金属氧化物纳米粒子分散然后依次加入催化剂三氧化二锑以及乳化剂op-10，在加热温度为140℃下进行酯化聚合反应7h，最后将反应产物用大量无水乙醇洗涤至中性，于真空干燥烘箱中130℃烘10h，得到抗熔滴母粒。
2.根据权利要求1所述的一种抗熔滴聚酯纤维，其特征是，所述阻燃聚酯切片的制备方法为：①酯化阶段，将对苯二甲酸、乙二醇按照1∶1．4的摩尔比投入反应釜，同时将三氧化二锑、磷酸三苯酯、醋酸锌、含磷单体一起加入，充分搅拌，制得分散均匀的浆液；充入0.2MPa氮气保护，酯化温度230～240℃，酯化时间2h，酯化压力为0．35～0．4MPa，当从酯化冷凝装置中蒸馏出来的水量不低于理论量的95%时，反应结束，常压酯化30min左右；②缩聚阶段，逐渐升高温度，同时开始缓慢地抽真空，30～45min以内抽真空至100Pa以下，控制缩聚反应温度270～280℃，真空度50Pa，当缩聚功率升到150W时，反应结束；经出料、切粒和干燥工序，制得阻燃聚酯切片。
3.根据权利要求2所述的一种抗熔滴聚酯纤维，其特征是，所述含磷单体与对苯二甲酸的摩尔比为1%～5%：1。
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