CN117127279A - 一种阻燃隔热纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及阻燃纤维技术领域，更具体地说，它涉及一种阻燃隔热纤维及其制备方法。一种阻燃隔热纤维，包含以下重量份的组分：主链型阻燃聚酯树脂100份、环氧树脂3‑12份、碳化二亚胺1‑5份。本申请制得的阻燃隔热纤维兼具良好的阻燃性能和耐湿热性能。
Description
技术领域
本申请涉及阻燃纤维技术领域，更具体地说，它涉及一种阻燃隔热纤维及其制备方法。
背景技术
聚酯纤维是纺织基础原材料，其最主要产品为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。聚酯纤维具有量大面广的特点，凭借其综合性价比，广泛应用在纺织服装、家纺、产业用等多个领域。但是由于其本身的化学结构和燃烧特性，导致其属于易燃材料，经火源点燃后便燃烧剧烈，不易熄灭，对使用者的生命安全和财产保障产生了极大的危害。
基于此，阻燃聚酯纤维材料逐渐进入市场。其中，应用比较广泛的是主链型阻燃聚酯纤维，即向聚酯的主链中引入阻燃基团。常用的改性剂包括2-羧乙基苯基次磷酸阻燃剂、2-羟甲基苯基次膦酸等。
对于上述主链型阻燃聚酯纤维来说，其主链含有磷氧键与酯键，在后续聚酯纤维的后加工染色过程中，容易在湿热环境下发生断裂，酯键水解后产生的羧基还会进一步催化水解反应，加速断链，进而对聚酯纤维的力学性能产生不利影响。
因此，亟需开发一款兼具良好的阻燃性能和耐湿热性能的聚酯纤维。
发明内容
为了解决聚酯纤维无法兼具良好的阻燃性能和耐湿热性能的问题，本申请提供一种阻燃隔热纤维及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种阻燃隔热纤维，采用如下的技术方案：
一种阻燃隔热纤维，所述阻燃隔热纤维的原料中包含以下重量份的组分：主链型阻燃聚酯树脂100份、环氧树脂3-12份、碳化二亚胺1-5份。
通过采用上述技术方案，当主链型阻燃聚酯树脂上的酯键在湿热环境下发生水解时，会产生羧基和羟基，而环氧树脂上的环氧基团能够与酯键水解后产生的羧基/羟基发生交联反应，生成不容易水解的醚键和新的活性羟基，碳化二亚胺也能够上述羧基/羟基发生交联反应，生成稳定的酰脲结构，上述新的活性羟基还能够与酰脲结构上的氢之间氢键交联，进一步提高了主链型阻燃聚酯树脂的交联度，从而进一步提高了阻燃隔热纤维的力学性能，综上，本申请制得的阻燃隔热纤维在湿热环境下也具备良好的力学性能和阻燃隔热性能。
优选的，所述环氧树脂的重量份为8-12份。
优选的，所述碳化二亚胺的重量份为3-5份。
优选的，所述阻燃隔热纤维的原料中还包括10-25份侧链型阻燃聚酯树脂。
通过采用上述技术方案，侧链型阻燃聚酯树脂与主链型阻燃聚酯树脂相互配合，进一步提升了阻燃隔热纤维的阻燃性能和耐湿热性能。
优选的，所述侧链型阻燃聚酯树脂的重量份为20-25份。
优选的，所述阻燃隔热纤维的原料中还包括超支化聚酯8-15份。
通过采用上述技术方案，向阻燃隔热纤维的原料中加入超支化聚酯，具有如下作用：一方面，超支化聚酯上的活性基团能够与体系中的其他活性基团交联，提高阻燃隔热纤维的力学性能；另一方面，超支化聚酯具有树枝状结构，提供了空间位阻效用，阻碍了外界水分子对酯键的攻击，从而进一步提高了阻燃隔热纤维的耐湿热性能。
优选的，所述超支化聚酯为端氨基超支化聚酯/和或端羟基超支化聚酯。
第二方面，本申请提供一种阻燃隔热纤维的制备方法，采用如下的技术方案：
一种阻燃隔热纤维的制备方法，包括如下步骤：
将阻燃隔热纤维的原料中各组分混合，干燥，送入纺丝组件中，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用环氧树脂、碳化二亚胺作为聚酯的抗水解剂，当主链型阻燃聚酯树脂上的酯键在湿热环境下发生水解时，会产生羧基和羟基，而环氧树脂上的环氧基团能够与酯键水解后产生的羧基/羟基发生交联反应，生成不容易水解的醚键和新的活性羟基，碳化二亚胺也能够上述羧基/羟基发生交联反应，生成稳定的酰脲结构，上述新的活性羟基还能够与酰脲结构上的氢之间氢键交联，进一步提高了主链型阻燃聚酯树脂的交联度，从而进一步提高了阻燃隔热纤维的力学性能，综上，本申请制得的阻燃隔热纤维在湿热环境下也具备良好的力学性能和阻燃隔热性能。
具体实施方式
若无特殊说明，以下实施例以及对比例中所用的原料规格详见表1。
表1.原料规格信息
实施例
实施例1
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂0.3kg、碳化二亚胺(N,N'-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺)0.1kg、三亚乙基四胺0.01kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例2
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例3
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂0.8kg、碳化二亚胺0.3kg、三亚乙基四胺0.02kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例4
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、侧链型阻燃聚酯树脂1kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、侧链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例5
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、侧链型阻燃聚酯树脂2.5kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、侧链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例6
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、侧链型阻燃聚酯树脂2kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、侧链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例7
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、端氨基超支化聚酯0.8kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、端氨基超支化聚酯进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例8
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、端羟基超支化聚酯1.5kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、端氨基超支化聚酯进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
实施例9
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂1.2kg、碳化二亚胺0.5kg、三亚乙基四胺0.02kg、端氨基超支化聚酯1kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂、端氨基超支化聚酯进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
对比例
对比例1
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、碳化二亚胺0.4kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
对比例2
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10kg、环氧树脂0.4kg、三亚乙基四胺0.01kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，将预结晶处理后的主链型阻燃聚酯树脂与其他原料组分混合、干燥(120℃下干燥4h)，再将混合原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
对比例3
一种阻燃隔热纤维，其配方如下：
主链型阻燃聚酯树脂10.4kg。
一种阻燃隔热纤维，按照如下步骤制得：
将主链型阻燃聚酯树脂进行预结晶处理2h，处理温度为120℃，干燥(120℃下干燥4h)，再将原料送入纺丝组件中进行纺丝(纺丝规格150D/48f)，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
性能检测试验
参照《FZ/T 50017-2011涤纶纤维阻燃性能试验方法氧指数法》来测试实施例和对比例制得的阻燃隔热纤维经过湿热环境处理(95℃水浴处理36h)前后的极限氧指数，并计算极限氧指数的保持率。检测前称取0.3g左右的纤维，通过缕纱测长仪进行加捻，捻数为80捻，得到测试用纤维样条，并将纤维样条上的油剂洗净并利用鼓风烘箱进行烘干。
参照《GB/T 14344-2008化学纤维长丝拉伸性能试验方法》，对实施例和对比例制得的阻燃隔热纤维经过湿热环境处理(95℃水浴处理72h)前后的断裂强度保持率进行测试，断裂强度保持率越高则表明纤维的耐湿热性能越佳。
表1.阻燃隔热纤维的性能测试
由表1可知：本申请实施例制得的阻燃隔热纤维的初始极限氧指数、断裂强度保持率、极限氧指数保持率均较高，这表明纤维在经过湿热环境处理后仍具有良好的阻燃性能和力学性能。
结合实施例1和对比例1-3并结合表1可以看出，实施例1制得的纤维的断裂强度保持率和极限氧指数保持率均高于对比例1-3，这可能是因为本申请实施例1中采用环氧树脂、碳化二亚胺作为聚酯的抗水解剂，当主链型阻燃聚酯树脂上的酯键在湿热环境下发生水解时，会产生羧基和羟基，而环氧树脂上的环氧基团能够与酯键水解后产生的羧基/羟基发生交联反应，生成不容易水解的醚键和新的活性羟基，碳化二亚胺也能够上述羧基/羟基发生交联反应，生成稳定的酰脲结构，上述新的活性羟基还能够与酰脲结构上的氢之间氢键交联，进一步提高了主链型阻燃聚酯树脂的交联度，从而进一步提高了阻燃隔热纤维的力学性能，综上，本申请制得的阻燃隔热纤维在湿热环境下也具备良好的力学性能和阻燃隔热性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述阻燃隔热纤维的原料中包含以下重量份的组分：主链型阻燃聚酯树脂100份、环氧树脂3-12份、碳化二亚胺1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述环氧树脂的重量份为8-12份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述碳化二亚胺的重量份为3-5份。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述阻燃隔热纤维的原料中还包括10-25份侧链型阻燃聚酯树脂。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述侧链型阻燃聚酯树脂的重量份为20-25份。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述阻燃隔热纤维的原料中还包括超支化聚酯8-15份。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃隔热纤维，其特征在于：所述超支化聚酯为端氨基超支化聚酯/和或端羟基超支化聚酯。
8.权利要求1-7任一所述的一种阻燃隔热纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将阻燃隔热纤维的原料中各组分混合，干燥，送入纺丝组件中，经过喷丝、冷却、卷绕，得到阻燃隔热纤维。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08225716A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-09-03 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 難燃性ポリエステル系樹脂組成物 |
| JP2005273072A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Kaneka Corp | 難燃性ポリエステル系人工毛髪 |
| CN102691133A (zh) * | 2011-03-25 | 2012-09-26 | 东丽纤维研究所（中国）有限公司 | 一种阻燃聚酯纤维及其生产方法 |
| KR20140005475A (ko) * | 2012-07-04 | 2014-01-15 | (주)엔플라스텍 | 비할로겐 난연 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 수지 조성물 및 이를 이용한 풍력발전 및 로봇 제어용 케이블 |
| CN103627150A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-12 | 浙江南洋科技股份有限公司 | 一种聚酯材料的制备方法、聚酯薄膜及其制备方法 |
-
2023
- 2023-09-21 CN CN202311219154.5A patent/CN117127279A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王鸣义: "高品质阻燃聚酯纤维及其织物的技术进展和趋势", 纺织导报, no. 2, 8 February 2018 (2018-02-08), pages 13 - 22 * |
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