一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法，将聚丙烯、磷

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃聚丙烯
，涉及一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)纤维具有质轻、电绝缘性、耐磨耐腐蚀、强度高以及保暖性好等优点，广泛应用于装饰、服装面料、医疗卫生、产业等领域。但是由于聚丙烯纤维其引火点和发火点都比较低，属于易燃材料，极限氧指数仅为17.4。所以聚丙烯产品的阻燃性能也日益受到重视，开发一种易于产业化生产且力学性能良好的阻燃聚丙烯纤维成为行业发展的趋势。
[0003]聚丙烯纤维阻燃目前主要采取两种技术路线：一是后整理表面处理法，二是阻燃剂共混法。后整理表面处理方法阻燃纤维阻燃耐久性差，生产中一般需要经接枝、轧烘焙、涂覆、喷雾等工序，流程长、能耗大、不环保；阻燃剂共混法优点是生产工艺简单、生产灵活、产品机械性能优异，缺点是添加的阻燃剂均为小分子，且不论是小分子无机物或有机物，它们的阻燃效率均较低，添加量大，可纺性差、容易析出、阻燃不持久，以及存在工业生产断丝频繁、连续开机时间短、强度低等问题。
[0004]另外，在如今的阻燃聚丙烯纤维研究中，共混法为了提高阻燃性能，阻燃剂添加量通常很大，这将进一步加剧共混法阻燃纤维可纺性差和力学强度低缺点，而添加量较少则往往又会导致产品核心阻燃性能不达标。溴系阻燃剂是聚丙烯纤维的传统阻燃添加剂，中国专利CN101713105A中公开了一种由溴系阻燃剂和锑类协效剂等与聚丙烯混合经熔融纺丝制得低温聚丙烯纤维，阻燃性能可达到V
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0级别。卤素阻燃剂虽然获得具有良好阻燃性能的阻燃聚丙烯纤维，但卤素阻燃剂在燃烧时产生大量腐蚀性有毒气体，逐渐在被市场淘汰；中国专利CN102146596A公开了一种由膨胀性阻燃剂与聚丙烯等混合经熔融纺丝制得一种无卤阻燃聚丙烯纤维，其极限氧指数可达到28～34，而其阻燃剂添加量最高达17％，阻燃剂添加量较大时才能获得较好阻燃性能的聚丙烯纤维。
[0005]中国专利CN101268138B公开了采用溴系阻燃剂尤其是三聚氰胺氢溴酸盐(MHB)、金属次磷酸盐(尤其是次磷酸铝和次磷酸钙)和2,3
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二甲基
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2,3
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二苯基丁烷(简称联枯)的复配体系，获得高效的聚丙烯用阻燃体系，但该体系的三聚氰胺氢溴酸盐和金属次磷酸盐都是无机盐，在聚丙烯纺丝时不能熔融而影响可纺性。ZL201010154587.3公开了采用MHB和三聚氰胺次磷酸盐、引发剂的阻燃体系用于阻燃聚丙烯，ZL201110055605.7公开了采用可产生叔碳自由基的含磷丁烷衍生物与休溴系阻燃剂和次磷酸盐复配的阻燃聚丙烯技术，这些技术都存在因主要阻燃剂成分在聚丙烯纺丝时不能熔融而影响可纺性的技术缺陷。
[0006]因此，开发一种低卤、阻燃剂添加量少、具有良好可纺性，同时阻燃性能良好的阻燃聚丙烯纤维成为目前急需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种阻燃聚丙烯纤维，由阻燃聚丙烯熔融纺丝得到，按重量份计，所述阻燃聚丙烯由100份聚丙烯、1～5份磷
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溴
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引发剂三元体系阻燃剂、0～5份加工助剂和0～5份色母粒组成；本专利技术的磷
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溴
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引发剂三元体系阻燃剂为达到使用效果至少添加1份，为了较低的溴含量，至多添加5份；
[0010]所述磷
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溴
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引发剂三元体系阻燃剂由溴系阻燃剂A、磷系阻燃剂B和引发剂C复配而成，且溴系阻燃剂A、磷系阻燃剂B和引发剂C的质量比为1:0.5～20:0.1～5；本专利技术为溴
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磷
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引发剂三元体系，三者质量比在此范围内具有最佳协同效果，若溴过少或过多则影响专利技术的气相阻燃效果，同样的，磷阻燃剂主要起凝聚相阻燃作用，过少则燃烧熔滴多，阻燃效果差，过多则与溴阻燃剂发生拮抗，引发剂起联合作用，过少则不发挥效力，过多则削弱阻燃剂功能；
[0011]溴系阻燃剂A为在聚丙烯的纺丝温度下可熔融的溴系阻燃剂；
[0012]引发剂C为在聚丙烯的纺丝温度下可熔融的引发剂，引发剂C的引发温度低于聚丙烯的降解温度；磷系阻燃剂B的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；
[0013][0014]式中，X为O(氧)或S(硫)，R1、R4各自独立的选自氢、烷基或烷氧基，R2、R3、R5、R6为相同或不同的烷基。
[0015]作为优选的技术方案：
[0016]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，所述阻燃聚丙烯纤维的溴含量不高于900ppm，极限氧指数≥29％，断裂强度为2.3～2.6cN/detx，紫外老化实验72小时强度无降低，测试过程参考GB/T 31899
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2015。常规的溴阻燃体系的溴含量均大于1500ppm，氧指数约29％，本专利技术的阻燃聚丙烯纤维可以在较低的溴含量下取得较好的阻燃效果，且强度高，具有较好的耐光以及耐老化性能。
[0017]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，所述阻燃聚丙烯纤维经织布机织成的190T平纹织造布，其纬线方向垂直燃烧损毁长度小于9cm，经线方向垂直燃烧损毁长度小于9cm。
[0018]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或二者的混合物，均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的熔融指数为2～80g/10min，熔融指数的测试条件为测试温度230℃，砝码重量(含压杆)2.16Kg，这种纺丝用的聚丙烯基体树脂的熔融指数还可以通过添加分子量调节剂(如叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、联枯、聚联枯)调节。
[0019]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，溴系阻燃剂A为三(2,3
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二溴丙基)异氰尿酸酯、1,2
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二(三溴苯氧基)乙烷、四溴双酚A
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双(2,3
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二溴丙基)醚、四溴双酚S
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双(2,3
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二溴丙基)醚、四溴双酚A
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双(2,3
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二溴
‑2‑
甲基丙基)醚、四溴双酚A环氧树脂(相对分子质量在5000～100000)和三(三溴新戊基)磷酸酯(商品名FR
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370)的一种以上。
[0020]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，引发剂C为式(Ⅲ)所示结构的化合物和式(Ⅳ)所示结构的化合物的一种以上；
[0021][0022]式中，R7、R8为相同或不同的烷基。
[0023]如上所述的一种阻燃聚丙烯纤维，式(Ⅲ)所示结构的化合物是由混合二异丙苯偶联反应生成的，其中混合二异丙苯中邻二异丙苯、间二异丙苯和对二异丙苯的质量比为0～1:0.1～30:0.1～50(在此比例下反应可以发生得到所需结构产物)。
[0024]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚丙烯纤维，由阻燃聚丙烯熔融纺丝得到，其特征在于：按重量份计，所述阻燃聚丙烯由100份聚丙烯、1～5份磷
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溴
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引发剂三元体系阻燃剂、0～5份加工助剂和0～5份色母粒组成；所述磷
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溴
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引发剂三元体系阻燃剂由溴系阻燃剂A、磷系阻燃剂B和引发剂C复配而成，且溴系阻燃剂A、磷系阻燃剂B和引发剂C的质量比为1:0.5～20:0.1～5；溴系阻燃剂A为在聚丙烯的纺丝温度下可熔融的溴系阻燃剂；引发剂C为在聚丙烯的纺丝温度下可熔融的引发剂，引发剂C的引发温度低于聚丙烯的降解温度；磷系阻燃剂B的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；式中，X为O或S，R1、R4各自独立的选自氢、烷基或烷氧基，R2、R3、R5、R6为相同或不同的烷基。2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯纤维，其特征在于，所述阻燃聚丙烯纤维的溴含量不高于900ppm，极限氧指数≥29％，断裂强度为2.3～2.6cN/detx，按照GB/T 31899
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2015进行紫外老化实验72小时强度无降低。3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯纤维，其特征在于，所述阻燃聚丙烯纤维经织布机织成的190T平纹织造布，其纬线方向垂直燃烧损毁长度小于9cm，经线方向垂直燃烧损毁长度小于9cm。4.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯纤维，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或二者的混合物，均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的熔融指数为2～80g/10min。5.根据权利要求1所述的一种阻燃聚丙烯纤维，其特征在于，溴系阻燃剂A为三(2,3...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭治汉，郭承鑫，彭治权，义芝兴，何小春，彭志宏，
申请(专利权)人：上海力道新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：