CN1167167A - 阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法，属人造防火阻燃长丝技术，用于制造阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维。其特征是该方法包括用苯膦化二氯经直接氧化得阻燃剂中间体、含磷聚合物型阻燃剂的制备、阻燃母粒或阻燃有色母粒的制备及无色阻燃涤纶纤维或阻燃有色涤纶纤维纺制四个步骤。具有工艺简单，不需溶剂处理无污染，阻燃母粒熔点高达190～260℃，能直接与PET共混在各种纺丝机上纺制阻燃无色和有色涤纶纤维等优点。
Description
一种阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法，属于制作人造防火阻燃长丝或类似物的一般方法技术领域，主要用于制造阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维。
经检索世界纺织文摘、纺织工业摘要、全球纺织新闻、美国专利文摘、中国专利文摘、日本专利文摘、欧洲专利文摘和世界专利索引、化学文摘，仅发现有日本东洋纺织公司和帝人公司有与本发明相关的专利，专利号分别为昭47-32299和昭54-78754，但它们都存有制造工艺复杂，阻燃剂制造需用大量溶剂来处理，所得阻燃剂熔点低，不能直接用于共混纺丝等缺陷。而阻燃有色涤纶至今未见有任何报导。
本发明的目的在于提供一种制造工艺简单，先制得阻燃母粒和/或阻燃有色母粒，然后直接用共混纺丝的方法制造出具有优良性能、无卤无毒的阻燃涤纶纤维及阻燃有色双功能涤纶纤维的制造方法。
根据涤纶纤维的结构和化学特性，针对已有技术中存在的主要问题，本发明的基本构思是：从分子设计入手，选择使用有机磷化合物苯膦化二氯为原料，经过氧化变为苯膦酰二氯，在此基础上采用缩聚的方法，将苯膦酰二氯与两端带有羟基的化合物进行阻燃剂高分子合成。即 
用所合成的含磷高分子型阻燃剂在加稳定剂或不加稳定剂的情况下，与PET共混造粒，或用上述的阻燃剂和PET及颜料和/或染料一起共混制成阻燃有色母粒，再用所制成的阻燃母粒在普通的纺丝设备上采用与PET按一定比例混合后干燥或单独干燥后，在主纺丝螺杆前用辅助螺杆加入母粒的方法，通过适当降低纺丝温度等方法纺制阻燃涤纶长丝及短纤维；或者采用阻燃有色母粒纺制阻燃有色涤纶短纤维及阻燃有色涤纶长丝。
本发明所述的阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法，包括阻燃剂的制备和涤纶纤维的纺制，其特征在于该方法由下列步骤组成：(1)取苯膦化二氯采用高速离心双吸式搅拌及喷射泵吸氧工艺直接氧化制得阻燃剂中间体苯膦酰二氯；(2)将上述的(1)制得的苯膦酰二氯在金属氯化物的催化下与带有对称双羟基有机化合物在140℃～300℃条件下进行熔融缩聚，制得颗粒状或粉末状的分子量在6000～20000之间的含磷聚合物型阻燃剂；(3)取上述的(2)制得的阻燃剂5～45％(按重量比，下同)与PET 55～95％相混合后，在加苯膦酸类稳定剂0～2％的情况下用螺杆挤出机制得阻燃母粒，或者取上述的(2)制得的阻燃剂5～45％、PET 50～90％、颜料和/或染料0.01～5％相混合后用螺杆挤出机制得阻燃有色母粒；(4)取上述的(3)制得的阻燃母粒5～20％，PET 80～95％共混后在常规纺丝机上纺制无色阻燃涤纶纤维，或者取上述的(3)制得的阻燃有色母粒6～20％、PET 80～96共混纺制阻燃有色涤纶短纤维或长丝。
上述的(3)亦可将PET放入聚酯反应釜中进行聚合并在聚合中后期加入上述的(2)制得的阻燃剂0～5％制得阻燃聚酯切片供纺丝之用。
上述的(4)还可以取上述的(3)制得的阻燃母粒5～20％和公知的色母粒0.5～5％与PET 75～94.5％共混后纺制有色阻燃涤纶短纤维及长丝。
本发明的优点是：工艺简单，制备阻燃剂不需溶剂处理，无污染，所得阻燃剂熔点可高达160℃～210℃，阻燃母粒的熔点可达190℃～260℃，能直接与PET共混在各种低速的或高速的纺丝机上纺出极限氧指数LOI＝26～35的阻燃涤纶短纤维或长丝，尤其是还能纺出有色阻燃涤纶短纤维及长丝。
本发明的最佳实施例之一是：取苯膦二氯500g，放入反应烧瓶内，采用300～800转/分高速搅拌，并将普通氧气通入反应烧瓶，采用离心双吸式搅拌，氧气在反应器中反复循环使用，加5g苯膦酸为催化剂，在温度80℃左右反应15小时左右，生成苯膦酰二氯，其折光率n25D＝1.5585；取上述制得的苯膦酰二氯120g，双砜s154g，按重量比0.1～2％加金属氯化物做催化剂并在氮气保护下在100℃反应40分钟，130℃反应30分钟，160℃反应40分钟，再在真空状态下240℃反应40分钟，280℃反应50分钟，295℃反应20分钟后直到反应器中基本上不再产生HCl气体为止，制得合格的含磷高分子型阻燃剂，分子量为8000～12000，燃点在170℃～200℃；
取上述阻燃剂∶PET＝30∶60混合后，在真空状态下(釜内压强1350～1250Pa)干燥8小时左右，然后用双螺杆挤出机进行共混造粒，挤出机各区温度为：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 |
| 220℃ | 250℃ | 290℃ | 260℃ | 230℃ |
用上述阻燃母粒在带有辅助螺杆的纺丝机上进行高速纺丝，纺丝各区温度比不加阻燃剂母粒时降低5～20℃，阻燃母粒∶PET＝12.5∶87.5，所纺POY纤维再经常规加弹机进行加弹成低弹丝，纤维强度在3.5CN/dT纤维阻燃氧指数32±1％。
作为本实施例的变更：
1、用最佳实施例中所得阻燃剂，在聚酯制造过程中，聚合中后期按聚酯总量的3.5～4％加入到聚酯反应器中与聚酯搅拌混合后，按常规方法制成阻燃PET切片，在常规纺丝机上纺制阻燃长丝及短纤维；
2、用最佳实施例中所得阻燃剂与PET切片及颜料按30∶66∶4的比例共混造粒，制成有色阻燃母粒，用辅助螺杆加入该母粒，加入量为12.5％，在常规纺丝机上纺制有色阻燃长丝及短纤维；
3、用最佳实施例中所得阻燃母粒或用变更实施例2中所得有色阻燃母粒与PET按12.5∶87.5的比例混合后加入到真空转鼓中，在125℃转鼓内压强为1300Pa以下，干燥6～10小时后，在常规短纤维纺丝机上纺制阻燃或有色阻燃短纤维，单丝纤度在1.5dT～7dT，强度在3.5～4.0CN/dT，氧指数在32±2％。
Claims (3)
1、一种阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法，包括阻燃剂的制备和涤纶纤维的纺制，其特征在于该方法由下列步骤组成：(1)取苯膦化二氯采用高速离心双吸式搅拌及喷射泵吸氧工艺直接氧化制得阻燃剂中间体苯膦酰二氯；(2)将上述的(1)制得的苯膦酰二氯在金属氯化物的催化下与带有对称双羟基有机化合物在140℃～300℃条件下进行熔融缩聚，制得颗粒状或粉末状的分子量在5000～20000之间的含磷聚合物型阻燃剂；(3)取上述的(2)制得的阻燃剂5～45％与PET55～95％相混合后，在加苯膦酸类稳定剂0～2％的情况下用螺杆挤出机制得阻燃母粒，或者取上述的(2)制得的阻燃剂5～45％、PET50～90％、颜料和/或染料0.01～5％相混合后用螺杆挤出机制得阻燃有色母粒；(4)取上述的(3)制得的阻燃母粒5～20％，PET80～95％共混后在常规纺丝机上纺制无色阻燃涤纶纤维，或者取上述的(3)制得的阻燃有色母粒5～20％、PET80～95％共混纺制阻燃有色涤纶短纤维或长丝。
2、根据权利要求1所述的阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法其特征在于上述的(3)亦可将PET放入聚酯反应釜中进行聚合并在聚合中后期加入上述的(2)制得的阻燃剂0～5％制得阻燃聚酯切片。
3、根据权利要求1所述的阻燃涤纶及阻燃有色涤纶纤维的制造方法其特征在于上述的(4)还可以取上述的(3)制得的阻燃母粒5～20％和公知的色母粒0.5～5％与PET 75～94.5％共混后纺制有色阻燃涤纶短纤维及长丝。
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