一种阻燃抗熔滴聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃抗熔滴聚酯纤维及其制备方法，通过磷系阻燃剂和氧化石墨烯在一定条件下反应，制备得到阻燃抗熔滴剂，再以对苯二甲酸及乙二醇为原料，通过原位聚合的方法将阻燃抗熔滴添加剂引入到聚酯基体中，制备得到阻燃抗熔滴聚酯，随后通过熔融纺丝组件制备得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。本发明专利技术设计的工艺不仅降低磷系阻燃剂对聚酯聚合过程的影响，还利用了氧化石墨烯具有优异分散性能及抗熔滴性能的作用，使最终产物具有阻燃抗熔滴性能。所制备的阻燃抗熔滴聚酯纤维阻燃得到明显提升，可广泛应用在家纺、服用、运动休闲等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃抗熔滴聚酯纤维及其制备方法
本专利技术涉及再生化学纤维
，尤其涉及一种阻燃抗熔滴聚酯纤维及其制备方法。
技术介绍
由于聚酯具有优异的力学性能、耐磨性能、加工性能等广泛应用在纤维、薄膜、塑料等领域。但聚酯的极限氧指数只有21％左右，属于可燃物，且聚酯燃烧时产生的熔滴不仅会造成烫伤，也可能引发二次火灾给人们造成二次伤害。聚酯的可燃性以及燃烧时严重的熔滴现象给人们的生产生活带来很大的安全隐患。因此，阻燃抗熔滴聚酯是目前研究的热点。中国专利技术专利CN102978735A公布了一种阻燃抗熔滴涤纶的制造方法，经复合纺丝技术制成一种以阻燃抗熔滴聚酯为皮层的皮芯型阻燃抗熔滴涤纶；中国专利技术专利CN101851811A公布的一种阻燃抗熔滴聚酯纤维的制备方法，得到阻燃聚酯纤维，该本专利技术方法制备的阻燃抗熔滴聚酯纤维具有生产成本低、永久性阻燃和抗熔滴的特点；中国专利技术专利CN102978743A公布的一种变模量阻燃抗熔滴聚酯纤维的制造方法、中国专利技术专利CN102277653A公布的一种阻燃抗熔滴聚酯复合纤维的制备方法、中国专利技术专利CN10359013A公布的一种抗紫外、阻燃抗熔滴、吸湿排汗涤纶单丝及其制备方法；中国专利技术专利CN102534855A公布了一种耐久性无卤阻燃抗熔滴聚酯纤维的制备方法。综合阻燃抗熔滴聚酯纤维的研究现状，目前研究主要存在阻燃剂分散性较差，且阻燃剂对聚酯有催化降解作用，无法做到高含量，抗熔滴性能仍需进一步提高等问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种阻燃抗熔滴聚酯纤维及其制备方法，采用本专利技术提供的技术方案解决了目前阻燃抗熔滴聚酯纤维在制备过程中其磷系阻燃剂分散性、对聚酯聚合存在影响及抗熔滴性能差等技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，包括以下步骤：通过磷系阻燃剂和氧化石墨烯在一定条件下反应，制备得到阻燃抗熔滴剂；再以对苯二甲酸及乙二醇为原料，通过原位聚合的方法将阻燃抗熔滴添加剂引入到聚酯基体中，制备得到阻燃抗熔滴聚酯；通过熔融纺丝组件制备得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。作为优选的一种技术方案，包括以下步骤：(1)阻燃抗熔滴剂的制备：将氧化石墨烯与磷系阻燃剂按一定比例加入到一定量的甲醇溶液中，以甲醇金属盐为催化剂，在一定条件下反应一段时间，反应结束后经过滤、清洗、干燥后得到阻燃抗熔滴剂；(2)酯化反应：第一酯化反应，按照乙二醇及对苯二甲酸打浆混合，在将阻燃抗熔滴剂按一定比例加入到浆液中打浆获得混合浆液，随后将混合浆液进行第一酯化反应；第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应；(3)缩聚反应：将步骤(1)中所获的阻燃抗熔滴剂按一定比例添加到所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得阻燃抗熔滴聚酯；(4)阻燃抗熔滴聚酯纤维的制备：以步骤(3)制备得到的阻燃抗熔滴聚酯为原料，通过熔融纺丝的方法制得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。在步骤(1)中，作为优选的一种技术方案，所述氧化石墨烯含氧量为10-50％。优选的，在步骤(1)中，所述磷系阻燃剂为2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)，[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)，10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)，双(对羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)，环辛基羟丙基氧化膦(CODPPO)中的一种或多种。优选的，在步骤(1)中，所述氧化石墨烯与磷系阻燃剂的比例为质量比1:5-5:1。优选的，在步骤(1)中，所述甲醇溶液中含氧化石墨烯质量为0.01-5％。优选的，在步骤(1)中，所述催化剂为甲醇钠、甲醇钾、甲醇钙中的一种；添加量为氧化石墨烯质量分数的0.01-1％。优选的，在步骤(1)中，所述反应条件为反应温度50-80℃，反应时间为12-48h；所述的干燥条件为100-150℃条件下干燥12-48h。在步骤(2)的第一酯化反应中，作为优选的一种技术方案，乙二醇及对苯二甲酸按摩尔比为1.02～1.20:1打浆混合。优选的，在步骤(2)的第一酯化反应中，所述第一酯化反应的压力为0.01～0.5MPa，反应的温度为220～260℃。优选的，在步骤(2)的第一酯化反应中，当第一酯化反应出水量达到理论出水量的90～95％，完成第一酯化反应。优选的，在步骤(2)的第二酯化反应中，所述阻燃抗熔滴剂添加量为相对于对苯二甲酸质量含量的0.1-10％。在步骤(2)的第二酯化反应中，作为优选的一种技术方案，所述第二酯化反应的压力为0.1～0.5Mpa，反应的温度为230～270℃。优选的，在步骤(2)的第二酯化反应中，第二酯化反应直到酯化出水量达到理论出水量的98％以上终止。优选的，在步骤(2)的第二酯化反应中，补充二元醇的物质的量为第一酯化添加二元醇的羟基总摩尔数的10.5％～16.3％。在步骤(3)中，作为优选的一种技术方案，所述缩聚反应的温度保持在260～300℃；所述缩聚反应持续2～6h；所述缩聚反应压力在100pa以下；所述阻燃再生聚酯切片的特性粘度为0.60-0.75dL/g。在步骤(4)中，作为优选的一种技术方案，通过熔融纺丝组件成形制备得到阻燃抗熔滴POY、DTY、FDY纤维。优选的，用于制备所述阻燃抗熔滴POY纤维的POY工艺为：成形过程中纺丝箱体温度250-300℃，在箱体内的计量泵的精确计量下；冷却吹风温度10-50℃，风速0.1-1.5m/s，相对湿度55-95％；先经第一导丝盘，速度为2500-3500m/min，再经第二导丝盘，速度为2500-3500m/min，卷绕速度为2500-3500m/min，得到阻燃抗熔滴POY纤维。优选的，用于制备所述阻燃抗熔滴DTY纤维的DTY工艺为：将制备得到的阻燃再生POY纤维喂入第一罗拉，经导丝瓷器、热箱、另一导丝瓷器、假捻器、第一罗拉、网络器、第三罗拉、油轮、卷绕辊及卷取的DTY丝锭制备得到阻燃抗熔滴DTY纤维。优选的，用于制备所述阻燃抗熔滴FDY纤维的FDY工艺为：成形过程中纺丝箱体温度250-300℃，在箱体内的计量泵的精确计量下；冷却吹风温度10-50℃，风速0.1-1.5m/s，相对湿度55-95％；先经GR1辊，辊速为2500-3000m/min，再经GR2辊，辊速为3000-4500m/min，卷绕速度辊速为3000-4500m/min，得到阻燃抗熔滴FDY纤维。本专利技术另一方面还提供一种阻燃抗熔滴聚酯纤维，采用上述任一项所述阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法制得；制得的所述阻燃抗熔滴聚酯纤维的极限氧指数为28-34。由上可见，采用本专利技术提供的技术方案能够达到以下有益效果：1)本专利技术采用氧化石墨烯作为封端剂降低了磷系阻燃剂的酸性，不仅降低磷系阻燃剂对聚酯聚合过程的影响，还利用了石墨烯具有优异抗熔滴性能的作用，使最终产物具有阻燃抗熔滴性能。2)本专利技术采用氧化石墨烯作为原料，氧化石墨烯表面存在部分极性基团，使石墨烯及接枝到石墨烯表面的阻燃剂的分散性提高，从而提高了阻燃抗熔滴剂的使用效率。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，其特征在于：包括以下步骤：通过磷系阻燃剂和氧化石墨烯在一定条件下反应，制备得到阻燃抗熔滴剂；再以对苯二甲酸及乙二醇为原料，通过原位聚合的方法将阻燃抗熔滴添加剂引入到聚酯基体中，制备得到阻燃抗熔滴聚酯；通过熔融纺丝组件制备得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，其特征在于：包括以下步骤：通过磷系阻燃剂和氧化石墨烯在一定条件下反应，制备得到阻燃抗熔滴剂；再以对苯二甲酸及乙二醇为原料，通过原位聚合的方法将阻燃抗熔滴添加剂引入到聚酯基体中，制备得到阻燃抗熔滴聚酯；通过熔融纺丝组件制备得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)阻燃抗熔滴剂的制备：将氧化石墨烯与磷系阻燃剂按一定比例加入到一定量的甲醇溶液中，以甲醇金属盐为催化剂，在一定条件下反应一段时间，反应结束后经过滤、清洗、干燥后得到阻燃抗熔滴剂；(2)酯化反应：第一酯化反应，按照乙二醇及对苯二甲酸打浆混合，在将阻燃抗熔滴剂按一定比例加入到浆液中打浆获得混合浆液，随后将混合浆液进行第一酯化反应；第二酯化反应，将所述第一酯化反应得到的物料在补充乙二醇后进行第二酯化反应；(3)缩聚反应：将步骤(1)中所获的阻燃抗熔滴剂按一定比例添加到所述第二酯化反应的产物进行缩聚反应，经过缩聚反应制得阻燃抗熔滴聚酯；(4)阻燃抗熔滴聚酯纤维的制备：以步骤(3)制备得到的阻燃抗熔滴聚酯为原料，通过熔融纺丝的方法制得到阻燃抗熔滴聚酯纤维。3.根据权利要求2所述的一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述氧化石墨烯含氧量为10-50％；所述磷系阻燃剂为2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)，[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)，10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)，双(对羧苯基)苯基氧化膦(BCPPO)，环辛基羟丙基氧化膦(CODPPO)中的一种或多种；所述氧化石墨烯与磷系阻燃剂的比例为质量比1:5-5:1；所述甲醇溶液中含氧化石墨烯质量为0.01-5％；所述催化剂为甲醇钠、甲醇钾、甲醇钙中的一种；添加量为氧化石墨烯质量分数的0.01-1％；所述反应条件为反应温度50-80℃，反应时间为12-48h；所述的干燥条件为100-150℃条件下干燥12-48h。4.根据权利要求2所述的一种阻燃抗熔滴聚酯纤维制备方法，其特征在于：在步骤(2)的第一酯化反应中，乙二醇及对苯二甲酸按摩尔比为1.02～1.20:1打浆混合；所述第一酯化反应的压力为0.01～0.5MPa，反应的温度为220～260℃；当第一酯化反应出水量达到理论出水量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯忠，陈友乾，王水棚，
申请(专利权)人：广东大红马纺织新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44