一种抗阻燃改性PET纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维及其制备方法，具体涉及一种阻燃改性PET纤维及其制备方法。一种阻燃改性PET纤维，由包含以下质量份的组分制成：对苯二甲酸40‑45份、乙二醇35‑40份、催化剂0.5‑1份、改性阻燃剂10‑15份、抗静电剂1‑5份、抗氧剂0.1‑0.5份、磷酸0.5‑1.5份、稳定剂0.5‑1份。本发明专利技术的一种阻燃改性PET纤维及其制备方法，制备的纤维无毒、较好的耐热性和耐洗涤性、性能稳定，达到了高效、安全、低烟、无毒和UL94 V‑0等级的阻燃效果；制备方法简单，易操作，易控制，成本低，环保，适合规模化化生产。

A flame retardant modified PET fiber and its preparation method

The invention relates to a fiber and a preparation method thereof, in particular to a flame retardant modified PET fiber and a preparation method thereof. A flame retardant modified PET fiber is made of 40 45 phr terephthalic acid, 35 40 phr ethylene glycol, 0.5 1 phr catalyst, 10 15 phr modified flame retardant, 1 5 phr antistatic agent, 0.1 0.5 phr antioxidant, 0.5 1.5 phr phosphoric acid and 0.5 1 phr stabilizer. The flame-retardant modified PET fiber and its preparation method have the advantages of non-toxicity, good heat resistance, washing resistance, stable performance, high efficiency, safety, low smoke, non-toxicity and UL94 V_0 grade flame retardant effect; the preparation method is simple, easy to operate, easy to control, low cost, environmental protection, and suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种抗阻燃改性PET纤维及其制备方法
本专利技术涉及纤维及其制备方法，具体涉及一种阻燃改性PET纤维及其制备方法。
技术介绍
聚酯纤维具有强度高、弹性好、抗皱性强、耐磨性佳以及优异的耐热性等特点。因此，无论在民用和工业上应用广泛，是一种较为理想的纺织材料。聚酯纤维目前是合成纤维中产量最大、用途最广的品种，由于其良好的机械性能和拉伸性能，被广泛的应用在服饰、产业、嘉通运输、装饰材料等领域。但是，随着其应用领域的扩大，在某些特殊领域的使用场合，比如军事、航空、交通运输、娱乐场所、医院等的装饰材料、消防设施等，则需要达到一定的阻燃要求。据国内外资料介绍，一半的火灾起因与纺织品有关。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，简称PET纤维，俗称涤纶，具有力学性能优良、无毒无味、卫生安全性好、耐油、阻气等优点，性价比高，是目前应用最广的化学纤维之一。但PET的极氧指数低，属于易燃纤维，使得其在应用中存在巨大的安全隐患。目前世界各地都在竞相开发PET阻燃制品，但现有的阻燃PET在实际应用中往往存在以下问题：有些阻燃PET在燃烧时会产生浓烟及有毒有害气体；有些阻燃PET虽然有优良的阻燃、抑烟功能，但是材料本身力学性能下降太多，成纤困难，难以满足实际使用要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种阻燃效果好、力学性能优异的阻燃改性PET纤维及其制备方法。一种阻燃改性PET纤维，由包含以下质量份的组分制成：对苯二甲酸40-45份、乙二醇35-40份、催化剂0.5-1份、改性阻燃剂10-15份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.1-0.5份、稳定剂0.5-1份。进一步，上述所述的催化剂为钛酸酯和三氧化二锑按质量比1-3：2-1组成的复配物。进一步，上述所述的钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四正丁酯中的一种或几种。进一步，上述所述的改性阻燃剂为氢氧化镁包覆二氧化硅微球，其按如下方法制备：(1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35％的乙醇水溶液中，质量分数为1-5％，再向其中加入氢氧化钠，调节pH值为9-11，在磁力搅拌的条件下于25℃搅拌40min；(2)称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硫酸镁加入到步骤(1)反应液中，质量分数为1-3％，反应3-5h；(3)将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90℃鼓风干燥箱中烘干，得到粒径为100-300nm白色的粉末。进一步，上述所述的抗静电剂为氧化锌和烷基磺酸钠按质量比(1-3)：1组成的复配物。进一步，上述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010和/或亚磷酸酯类抗氧剂168。进一步，上述的稳定剂为亚磷酸酯与磷酸，其质量比为1：1-5。进一步，上述所述的亚磷酸酯为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三葵酯中的一种或几种。进一步，所述的一种阻燃改性PET纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将改性阻燃剂、抗静电剂、乙二醇加入到反应釜中，在温度为55-65℃下搅拌0.5-1h；(2)将对苯二甲酸、催化剂、磷酸加入到步骤(1)的反应釜中，升高体系温度至220-240℃，反应3-5h；(3)加入抗氧剂、稳定剂，然后抽真空，快速升高温度至260-280℃，缩聚反应3-5h，当聚合物的粘度为0.6-0.9范围时，即结束反应得到阻燃改性PET聚酯；(4)将步骤(3)得到的抗静电改性PBT聚酯经过螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，冷却后，进行上油、预牵伸、卷绕、牵伸处理，得到结构均匀、纤度可控的阻燃改性PET纤维。进一步，上述所述的步骤(4)纺丝温度为260-270℃，纺丝速度为500-1200m/min，拉伸牵引率为2-4，加工温度为65-80℃。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的一种阻燃改性PET纤维及其制备方法，添加的改性阻燃剂具有超强的阻燃性能，较小粒径氢氧化镁包覆二氧化硅微球即能够有效降低纤维着火时与氧气的接触面积，又能够与聚合物熔体有较好的相容性，改善纤维的力学强度，与抗静电剂中的氧化锌具有较好的协同作用，使得纤维的阻燃性高效，持久。(2)本专利技术的一种阻燃改性PET纤维及其制备方法，选用的复合催化剂和复配稳定剂，保证了体系反应高效的顺利进行，在高温缩合阶段，磷酸和亚磷酸酯具有较好的协同作用，聚合物粘度得到提高，产品品质稳定。(3)本专利技术的一种阻燃改性PET纤维及其制备方法，制备的纤维无毒、较好的耐热性和耐洗涤性、性能稳定，达到了高效、安全、低烟、无毒和UL94V-0等级的阻燃效果。(4)本专利技术的一种阻燃改性PET纤维及其制备方法，制备方法简单，易操作，易控制，成本低，环保，适合规模化化生产。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种阻燃改性PET纤维，由包含以下质量份的组分制成：对苯二甲酸45份、乙二醇37份、钛酸四乙酯和三氧化二锑按质量比1：2组成的催化剂0.5份、氢氧化镁包覆二氧化硅微球15份、氧化锌和烷基磺酸钠按质量比1：1组成的抗静电剂1份、受阻酚类抗氧剂1010和亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1:1组成的抗氧剂0.5份、亚磷酸三甲酯与磷酸按质量比1：3组成的稳定剂1份。实施例2-4、对比例1-3与实施例1基本相同，不同之处如表1。表1实施例1-4和对比例1-5所述的改性阻燃剂为氢氧化镁包覆二氧化硅微球，其按如下方法制备：(1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35％的乙醇水溶液中，质量分数为1-5％，再向其中加入氢氧化钠，调节pH值为9-11，在磁力搅拌的条件下于25℃搅拌40min；(2)称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硫酸镁加入到步骤(1)反应液中，质量分数为1-3％，反应3-5h；(3)将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90℃鼓风干燥箱中烘干，得到粒径为100-300nm白色的粉末。实施例1-4和对比例1-5所述的一种阻燃改性PET纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将改性阻燃剂、抗静电剂、乙二醇加入到反应釜中，在温度为55-65℃下搅拌0.5-1h；(2)将对苯二甲酸、催化剂、磷酸加入到步骤(1)的反应釜中，升高体系温度至220-240℃，反应3-5h；(3)加入抗氧剂、稳定剂，然后抽真空，快速升高温度至260-280℃，缩聚反应3-5h，当聚合物的粘度为0.6-0.9范围时，即结束反应得到阻燃改性PET聚酯；(4)将步骤(3)得到的抗静电改性PBT聚酯经过螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，冷却后，进行上油、预牵伸、卷绕、牵伸处理，得到结构均匀、纤度可控的阻燃改性PET纤维，其中纺丝熔融温度为260-270℃，纺丝速度为500-1200m/min，拉伸牵引率为2-4，加工温度为65-80℃。按上述实施例1-4和对比例1-5所得纤维性能如表2表2从表2可以看出，实施例1-4制得的PET纤维强度较高，阻燃效果均达到UL94V-0等级，而对比例1-5由于组分参数变化，纤维性能降低，阻燃效果变差。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃改性PET纤维，其特征在于：由包含以下质量份的组分制成 ：对苯二甲酸 40‑45份、乙二醇 35‑40份、催化剂 0.5‑1份、改性阻燃剂10‑15份、抗静电剂1‑5份、抗氧剂0.1‑0.5份、稳定剂0.5‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃改性PET纤维，其特征在于：由包含以下质量份的组分制成：对苯二甲酸40-45份、乙二醇35-40份、催化剂0.5-1份、改性阻燃剂10-15份、抗静电剂1-5份、抗氧剂0.1-0.5份、稳定剂0.5-1份。2.如权利要求1所述的一种阻燃改性PET纤维，其特征在于，所述的催化剂为钛酸酯和三氧化二锑按质量比1-3：2-1组成的复配物。3.如权利要求2所述的一种阻燃改性PET纤维，其特征在于，所述的钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四正丙酯、钛酸四正丁酯中的一种或几种。4.如权利要求1所述的一种阻燃改性PET纤维，其特征在于，所述的改性阻燃剂为氢氧化镁包覆二氧化硅微球，其按如下方法制备：（1）取十六烷基三甲基溴化铵分散于质量分数为30-35%的乙醇水溶液中，十六烷基三甲基溴化铵的质量分数为1-5%，再向其中加入氢氧化钠，调节pH值为9-11，在磁力搅拌的条件下于25℃搅拌40min；（2）称取质量比为1：1的正硅酸乙酯和硫酸镁加入到步骤（1）反应液中，正硅酸乙酯和硫酸镁的质量分数为1-3%，反应3-5h；（3）将沉淀物离心、洗涤，并置于85-90℃鼓风干燥箱中烘干，得到粒径为100-300nm白色的粉末。5.如权利要求1所述的一种阻燃改性PET纤维，其特征在于，所述的抗静电剂为氧化锌和烷基磺酸钠按质量比1-3：1组成的复配物。6.如权利要求1所述的一种阻燃改性PET纤维，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：华叶莹，
申请(专利权)人：华叶莹，
类型：发明
国别省市：浙江,33