阻燃复合型涤纶长丝及其加工工艺制造技术

本申请涉及阻燃复合型涤纶长丝及其加工工艺，加工步骤为：步骤1）制备阻燃母粒：将氢氧化铝、钠基膨润土、纳米羟基磷灰石混合研磨，得混合粉料；将混合粉料、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂、抗氧化剂、PET切片、棉纶切片混合造粒，得阻燃母粒；步骤2）制备纺丝熔体：将PET切片、棉纶切片、阻燃母粒干燥；取一定量阻燃母粒、PET切片、稳定剂混合均匀，加热熔融得到阻燃涤纶纺丝熔体；取一定量阻燃母粒、棉纶切片加热熔融得到阻燃棉纶纺丝熔体；步骤3）制备纺丝：将纺丝熔体挤出、喷丝制得初生纤维；将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸、定型、卷绕，制得阻燃复合型涤纶长丝。本申请具有提升无机阻燃剂的分散性，进而提升涤纶丝阻燃性的效果。进而提升涤纶丝阻燃性的效果。

【技术实现步骤摘要】
阻燃复合型涤纶长丝及其加工工艺


[0001]本申请涉及涤纶复合丝领域，尤其是涉及阻燃复合型涤纶长丝及其加工工艺。

技术介绍

[0002]复合型涤纶丝常用涤纶纤维和锦纶纤维两者复合加捻制得，相比于使用单一纤维制得的丝线，复合丝能够结合多种纤维的优点，性能更为优异，在服装领域得到了广泛的应用。但涤纶纤维PET本身易于燃烧，燃烧时会释放出大量的热，并伴有大量的浓烟和有毒气体，因此对涤纶丝阻燃性能的把控，一直是涤纶丝应用领域关注的重点。
[0003]现有的阻燃涤纶丝加工过程中通常加入卤系阻燃剂、含磷阻燃剂等，虽然卤系阻燃剂、含磷阻燃剂具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。无机阻燃剂具有热稳定性高和无卤、低烟、低毒的优点，其中金属水合物阻燃剂填充在熔融基质中，通过受热分解时释放出结合水，吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用，反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延，且新生的耐火金属氧化物具有较高的活性，它会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层炭化膜，炭化膜包裹内部高分子基质，会减弱燃烧时的传热、传质效应，从而起到阻燃的作用。但是现有的无机阻燃剂尤其是金属水合物在熔融体系中的分散性较差，将其添加在高分子材料中不易分散，容易团聚，难以起到对高分子基质充分包裹阻隔，进而延缓燃烧的作用，进而造成涤纶纺丝阻燃性能不稳定的问题。
[0004]针对上述问题，专利技术人认为克服无机阻燃剂在涤纶纺丝应用中的缺陷，进而制得具有良好阻燃性的复合型涤纶长丝是有很大的研究空间以及经济价值的。

技术实现思路

[0005]为了提升无机阻燃剂在涤纶复合丝加工中的分散性，进而提升涤纶丝的阻燃性，本申请提供一种阻燃复合型涤纶长丝及其加工工艺。
[0006]第一方面，本申请提供的一种阻燃复合型涤纶长丝的加工工艺采用如下的技术方案：一种阻燃复合型涤纶长丝的加工工艺，包括以下步骤；步骤1)制备阻燃母粒：步骤1
‑
1)将5
‑
7质量份的氢氧化铝、2
‑
3质量份的钠基膨润土、3
‑
5质量份的纳米羟基磷灰石混合研磨，得到平均粒径为100
‑
150nm的混合粉料备用；步骤1
‑
2)将6
‑
8质量份的混合粉料、1
‑
2质量份的聚乙烯蜡、1
‑
2质量份的硅烷偶联剂、0.3
‑
0.7质量份的抗氧化剂以及10
‑
15重量份的PET切片、10
‑
15重量份的棉纶切片混合造粒，得到阻燃母粒；步骤2)制备纺丝熔体：步骤2
‑
1)将PET切片、棉纶切片干燥至含水率＜50ppm；将阻燃母粒干燥至含水率＜200ppm；
步骤2
‑
2)取用干燥后的10
‑
15质量份的阻燃母粒、30
‑
75质量份的PET切片、5
‑
15质量份的稳定剂混合均匀，加热熔融，得到阻燃涤纶纺丝熔体；步骤2
‑
3)取用干燥后的10
‑
15质量份的阻燃母粒、60
‑
75质量份的棉纶切片加热熔融，得到阻燃棉纶纺丝熔体；步骤3)制备纺丝：步骤3
‑
1)将阻燃涤纶纺丝熔体和棉纶纺丝熔体挤出、喷丝，制得棉纶纤维包覆在涤纶纤维外部的初生纤维；步骤3
‑
2)将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸、定型、卷绕，制得阻燃复合型涤纶长丝。
[0007]通过采用上述技术方案，通过氢氧化铝、钠基膨润土和纳米羟基磷灰石配合硅烷偶联剂等混合形成的阻燃母粒，具有优异的热稳定性和阻隔性，与高分子聚合物之间的相容性较好，能够在熔融体系中良好的分散，极大地提升了制得复合涤纶丝的阻燃性能；氢氧化铝、钠基膨润土和纳米羟基磷灰石三者之间在混合熔融的过程中发生了协同作用，形成了少量高强度的难熔微粒，在阻燃母粒同PET切片和稳定剂混合熔融时，这些难熔微粒在稳定剂的作用下分散填充到熔体中，进而使制得的涤纶纺丝具有了较好的强度；阻燃母粒、PET切片和稳定剂三者之间协同复配，进一步使无机阻燃成分在熔体体系中均匀分散，促进熔体各组分之间混合均匀，提升熔体整体的性能，配合阻燃棉纶熔体进行纺丝，使得制得的复合型涤纶长丝强度较高、阻燃性能优异。
[0008]优选的，所述步骤2
‑
1)中，阻燃母粒、PET切片以及稳定剂的质量比为(1
‑
1.2):(4
‑
5):(0.6
‑
0.8)。
[0009]通过采用上述技术方案，阻燃母粒、PET切片以及稳定剂三者在一定的范围内进行混合配比，三者之间共同作用促进了熔体中各组分之间均匀的混合，提升熔体的均匀塑化性和稳定性，有助于使制得的纺丝具有良好的阻燃耐磨性和较好的断裂强度。
[0010]优选的，所述稳定剂由柠檬酸三正丁酯、乙二醇锑和酚醛树脂按照质量比为(1
‑
1.2):(0.5
‑
0.8):(1.5
‑
2)混合制得。
[0011]通过采用上述技术方案，柠檬酸三正丁酯、乙二醇锑和酚醛树脂三者按照特定的比例复配，在熔体体系中可以协同作用，有助于提升熔体体系的稳定性，并使得阻燃母粒中的组分能够与高分子聚合物之间更充分的融合，进而提升了无机阻燃组分与聚合物之间的粘结性，有利于喷丝拉伸过程中保持纤维结构稳定，提升纺丝的机械性能。
[0012]优选的，所述稳定剂由柠檬酸三正丁酯、乙二醇锑和酚醛树脂按照质量比为1:0.6:1.8混合制得。
[0013]通过采用上述技术方案，当柠檬酸三正丁酯、乙二醇锑和酚醛树脂三者在这一比例下混合时，三者之间的协同作用可以充分发挥，稳定剂与阻燃母粒和PET聚合物分子之间的结合效果最好，熔体体系中各组分均处于较佳的平衡状态，有助于进一步提升制得纺丝的性能。
[0014]优选的，所述步骤1
‑
2)中抗氧化剂为酚类抗氧剂。
[0015]通过采用上述技术方案，酚类抗氧剂通过捕捉过氧自由基来阻止或抑制链引发反应和链增长反应，从而终止自由基链式反应，达到防止氧化的目的，酚类抗氧剂能够和体系中的阻燃母粒相配合，进一步提升制得纺丝的阻燃性能。
[0016]优选的，所述步骤3
‑
2)中，环吹风温度为28
‑
30℃，环吹风风速为0.35
‑
0.45m/s，相对湿度为65
‑
75％。
[0017]通过采用上述技术方案，温度、风速和相对湿度均保持在适合范围内，使得初生纤维的内部分子结构可以得到稳定，初生纤维内部无机颗粒与胶质之间粘结稳定，有利于维持制得纺丝的强度和阻燃性能的稳定。
[0018]优选的，所述步骤3
‑
2)中，所述初生纤维采用热辊或热箱加热拉伸，一级牵伸温度为65
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阻燃复合型涤纶长丝的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤；步骤1）制备阻燃母粒：步骤1
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1）将5
‑
7质量份的氢氧化铝、2
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3质量份的钠基膨润土、3
‑
5质量份的纳米羟基磷灰石混合研磨，得到平均粒径为100
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150nm的混合粉料备用；步骤1
‑
2）将6
‑
8质量份的混合粉料、1
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2质量份的聚乙烯蜡、1
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2质量份的硅烷偶联剂、0.3
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0.7质量份的抗氧化剂以及10
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15重量份的PET切片、10
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15重量份的棉纶切片混合造粒，得到阻燃母粒；步骤2）制备纺丝熔体：步骤2
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1）将PET切片、棉纶切片干燥至含水率＜50ppm；将阻燃母粒干燥至含水率＜200ppm；步骤2
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2）取用干燥后的10
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15质量份的阻燃母粒、30
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75质量份的PET切片、5
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15质量份的稳定剂混合均匀，加热熔融，得到阻燃涤纶纺丝熔体；步骤2
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3）取用干燥后的10
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15质量份的阻燃母粒、60
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75质量份的棉纶切片加热熔融，得到阻燃棉纶纺丝熔体；步骤3）制备纺丝：步骤3
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1）将阻燃涤纶纺丝熔体和棉纶纺丝熔体挤出、喷丝，制得棉纶纤维包覆在涤纶纤维外部的初生纤维；步骤3
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2）将初生纤维经环吹风冷却、上油、拉伸、定型、卷绕，制得阻燃复合型涤纶长丝。2.根据权利要求1所述的阻燃复合型涤纶长丝的加工工艺，其特征在于：所述步骤2
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2）中，阻燃母粒、PET切片以及稳定剂的质量比为（1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王华良，方国生，
申请(专利权)人：杭州成江纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：