阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法技术

本申请提供一种阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法，其中所述阻燃低熔点聚酯纤维包括第一聚酯基体，包括第一聚酯；第二聚酯基体，位于所述第一聚酯基体的表面，包括第二聚酯，所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点；所述第一聚酯基体和所述第二聚酯基体中还分散有无卤磷系阻燃剂和碳材料。本申请技术方案的阻燃低熔点聚酯纤维兼具优异的阻燃性能、力学性能及抗氧化性。能及抗氧化性。

【技术实现步骤摘要】
阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法


[0001]本申请涉及化学聚酯纤维领域，尤其涉及一种阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着时代的发展和科技的进步，也带动着聚酯行业快速发展，常规的聚酯材料已经无法满足人们的需求，聚酯材料的差别化和功能化是目前行业发展的趋势。低熔点聚酯是一种改性聚酯，其熔点比常规聚酯要低，加工流动性优异，与常规聚酯的相容性良好。
[0003]但是，低熔点聚酯纤维的极限氧指数较低，属于易燃材料，给人民生活、生命和财产带来安全隐患，极大地限制了聚酯纤维的应用范围。

技术实现思路

[0004]本申请技术方案要解决的技术问题是低熔点聚酯纤维的阻燃性较差。
[0005]本申请的一方面提供一种阻燃低熔点聚酯纤维，包括第一聚酯基体，包括第一聚酯；第二聚酯基体，位于所述第一聚酯基体的表面，包括第二聚酯，所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点；所述第一聚酯基体和所述第二聚酯基体中还分散有无卤磷系阻燃剂和碳材料。
[0006]在本申请的实施例中，所述无卤磷系阻燃剂的结构式如下：
[0007][0008]在本申请的实施例中，所述无卤磷系阻燃剂的熔点为110℃
‑
130℃。
[0009]在本申请的实施例中，所述无卤磷系阻燃剂的总重量与所述阻燃低熔点聚酯纤维的重量比为1∶(15
‑
30)，所述第二聚酯基体和所述第一聚酯基体中的碳材料的重量比为1∶(2
‑
4)。
[0010]在本申请的实施例中，所述碳材料以纳米粒子的形态分散于所述第一聚酯基体和所述第二聚酯基体中，所述碳材料包括富勒烯、石墨烯、纳米炭黑、碳纳米管中的至少一种。
[0011]在本申请的实施例中，所述碳材料的总重量与所述阻燃低熔点聚酯纤维的重量比为1∶(50
‑
200)，所述第二聚酯基体和所述第一聚酯基体中的碳材料的重量比为1∶(3
‑
5)。
[0012]在本申请的实施例中，所述第一聚酯包括对苯二甲酸链段和乙二醇链段，所述第二聚酯包括对苯二甲酸链段、间苯二甲酸链段、乙二醇链段及二甘醇链段。
[0013]在本申请的实施例中，所述第一聚酯的熔点为230℃
‑
280℃，所述第二聚酯的熔点为100℃
‑
180℃。
[0014]在本申请的实施例中，所述第一聚酯基体与所述第二聚酯基体的重量比为1∶(3
‑
8)。
[0015]本申请的另一方面还提供一种阻燃低熔点聚酯纤维的制备方法，包括：分别在第一聚酯和第二聚酯中加入无卤磷系阻燃剂和碳材料，采用熔融共混工艺对所述第一聚酯和第二聚酯进行改性，形成第一聚酯基体和第二聚酯基体，其中所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点；以所述第一聚酯基体为内芯、所述第二聚酯基体为表层进行复合纺丝；经后处理获得阻燃低熔点聚酯纤维。
[0016]在本申请的实施例中，对所述第一聚酯进行改性时，所述熔融共混工艺的温度为280℃
‑
350℃；对所述第二聚酯进行改性时，所述熔融共混工艺的温度为180℃
‑
260℃。
[0017]在本申请的实施例中，复合纺丝时，纺丝温度为320℃
‑
420℃，纺丝速率为2800米/min
‑
3600米/min。
[0018]与现有技术相比，本申请技术方案的阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法具有如下有益效果：
[0019]通过无卤磷系阻燃剂和碳材料对第一聚酯进行改性形成第一聚酯基体，通过无卤磷系阻燃剂和碳材料对第二聚酯进行改性形成第二聚酯基体，其中所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点，所述第二聚酯基体位于所述第一聚酯基体的表面，因此可以通过简单的加热即可实现阻燃低熔点聚酯纤维与其他材料的粘合，省去胶水的使用，因此可以减少环境污染。
[0020]无卤磷系阻燃剂的添加可以提高阻燃低熔点聚酯纤维的阻燃性能，同时采用较低熔点的无卤磷系阻燃剂，可以在加工时使无卤磷系阻燃剂以流动性较好的液体形式存在，进而使无卤磷系阻燃剂较好的分散在第一聚酯基体和第二聚酯基体中，进一步提高阻燃低熔点聚酯纤维的阻燃效果。
[0021]碳材料一方面由于其独特的分子结构特征，通过C
‑
C六元环与苯环之间的π
‑
π共轭效应，促使碳材料在第一聚酯基体和第二聚酯基体中均匀分散，所述碳材料可以作为异相成核点，促进聚酯的结晶，从而有利于提高阻燃低熔点聚酯纤维的力学强度，获得优异的物理机械性能；另一方面，碳材料还具有自由基捕捉能力，可以在阻燃低熔点聚酯纤维的加工过程中，捕获氧化自由基，从而提高低熔点的第二聚酯的抗氧化能力，使其与熔点较高的第一聚酯在相同温度剪切条件下进行复合纺丝时，克服低熔点所带来的氧化降解的问题；碳材料还可以调节第一聚酯和第二聚酯的粘度，使第一聚酯基体和第二聚酯基体的流动性趋于一致，有利于加工。
[0022]本申请还通过控制第一聚酯、第二聚酯、无卤磷系阻燃剂和碳材料的相对比例，进而使阻燃低熔点聚酯纤维兼顾较好的阻燃性能、力学性能及抗氧化性；通过控制熔融共混时的工艺参数，使得阻燃低熔点聚酯纤维在成功制备的同时兼顾生产效率。
具体实施方式
[0023]以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改
是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
[0024]本申请技术方案采用无卤磷系阻燃剂和碳材料分别对第一聚酯和较低熔点的第二聚酯进行改性，形成第一聚酯基体和第二聚酯基体，采用所述第一聚酯基体和第二聚酯基体进行复合纺丝工艺，形成第一聚酯基体为内芯、第二聚酯基体为表层的阻燃低熔点聚酯纤维，所述阻燃低熔点聚酯纤维在具有优异的阻燃效果的同时，还具有优异的物理机械性能和抗氧化能力。
[0025]以下通过具体实施例对本申请技术方案的阻燃低熔点聚酯纤维及其制备方法作详细说明。
[0026]本申请实施例的阻燃低熔点聚酯纤维包括第一聚酯基体和第二聚酯基体，其中所述第二聚酯基体位于所述第一聚酯基体的表面。在一些实施例中，所述阻燃低熔点聚酯纤维为皮芯复合纤维，所述第一聚酯基体作为内芯、所述第二聚酯基体作为表层或皮层。
[0027]所述第一聚酯基体包括第一聚酯，所述第一聚酯的熔点可以为230℃
‑
280℃，所述第一聚酯例如包括对苯二甲酸链段和乙二醇链段。在一些实施例中，所述第一聚酯的数均分子量为18000
‑
25000，聚合度为100
‑
140。
[0028]所述第二聚酯基体包括第二聚酯，所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点，所述第二聚酯的熔点为100℃
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，包括：第一聚酯基体，包括第一聚酯；第二聚酯基体，位于所述第一聚酯基体的表面，包括第二聚酯，所述第二聚酯的熔点低于所述第一聚酯的熔点；所述第一聚酯基体和所述第二聚酯基体中还分散有无卤磷系阻燃剂和碳材料。2.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述无卤磷系阻燃剂的结构式如下：3.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述无卤磷系阻燃剂的熔点为110℃
‑
130℃。4.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述无卤磷系阻燃剂的总重量与所述阻燃低熔点聚酯纤维的重量比为1∶(15
‑
30)，所述第二聚酯基体和所述第一聚酯基体中的无卤磷系阻燃剂的重量比为1∶(2
‑
4)。5.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述碳材料以纳米粒子的形态分散于所述第一聚酯基体和所述第二聚酯基体中，所述碳材料包括富勒烯、石墨烯、纳米炭黑、碳纳米管中的至少一种。6.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述碳材料的总重量与所述阻燃低熔点聚酯纤维的重量比为1∶(50
‑
200)，所述第二聚酯基体和所述第一聚酯基体中的碳材料的重量比为1∶(3
‑
5)。7.根据权利要求1所述的阻燃低熔点聚酯纤维，其特征在于，所述第一聚酯包括对苯二甲酸链段和乙二醇链段，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金德，黄翔，陈必胜，郭正虹，李娟，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：