本发明专利技术涉及一种阻燃抗熔滴聚酯复合纤维的制备方法，包括：(1)将芳香族二元羧酸、二元醇和含磷阻燃剂混合，同时加入催化剂和热稳定剂，反应即得阻燃共聚酯；(2)将SnF2、SnO、NH4H2PO4或P2O5预混合30～60min后在400～500℃下熔融60～90min，冷却后在70-100℃下热处理90～120min，即得磷酸盐玻璃；(3)将上述阻燃共聚酯与磷酸盐玻璃共混并经熔融纺丝即得阻燃抗熔滴聚酯复合纤维。本发明专利技术工艺简单，易实施，制得的共聚酯及其纤维具有很好的阻燃和抗熔滴效果，织物的极限氧指数为29.8％～33.2％，燃烧时无熔融滴落，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚酯复合纤维的制备领域，特别涉及。
技术介绍
大多数纤维及纺织品属于易燃或可燃性材料，因纺织品不阻燃而引发的火灾占火灾事故总数20%以上。聚酯纤维因其优异的物理机械性能和优良的综合性能，已成为纺织品中用途最广、产量最大的品种。但纤维是一种可燃纤维，而且燃烧时产生严重的熔融滴落，使其在很多领域的应用受到了限制。因此，纤维阻燃技术的研究成为学术界和工业界十分关注的课题，自上世纪七十年代以来各种阻燃聚酯纤维产品及专利不断问世。对聚酯纤维或织物进行阻燃的方法有很多种，按生产过程和阻燃剂的引入方式可归纳为阻燃后处理、共聚改性法和共混改性法。阻燃后处理法的优点是工艺简单，成本低廉，但缺点是持久性差，对纤维与织物的强力、手感等物理机械性能影响比较大；共混改性法具有生产简便，品种更换灵活等特点，缺点是添加型阻燃剂易出现迁移或渗析现象；共聚改性法由于阻燃单体固定在聚酯大分子链上，阻燃性能持久，是一种永久性阻燃纤维。在阻燃剂方面，高效环保、燃烧时无有刺激性和腐蚀性气体释放的磷系阻燃剂，成为阻燃聚酯纤维的研究方向。研究表明尽管含磷阻燃剂能够在较低的使用量就可以将聚酯的极限氧指数(LOI) 提高到以上，但是却依然存在严重的熔滴问题。聚酯纤维在燃烧过程中会产生熔融滴落物，造成人员烫伤或烧伤；同时带有火焰的熔融滴落物也极易引起电器短路或引燃其它物品，形成新的着火点，造成二次灾害。就目前的研究表明，国内外尚无真正成功的抗熔滴阻燃聚酯纤维，这也成为一直未能解决的国际性技术难题。无机纳米阻燃技术在改善熔融滴落的成就引人关注。通过添加大量(大于 40wt% )的无机阻燃剂粉体，如氢氧化镁或氢氧化铝等可以完全解决塑料产品的熔融滴落问题。但这种方法在纤维中无法获得应用，其原因是无机阻燃剂粉体在纤维成型过程中不会熔融，而是以颗粒聚集体形式存在，对聚合物的流变性能及可纺性带来严重影响。因此， 无法通过添加大量无机阻燃粉体获得抗熔滴阻燃聚酯纤维。近几年聚合物/无机层状硅酸盐纳米复合阻燃材料引起广泛关注。无机层状硅酸盐主要利用自然界存在的如蒙脱土、高岭土、硅藻土等粘土矿物。CN101768342、CN 02133602. 4、CN101805444A都公开了采用蒙脱土和麦加石通过插层共缩聚反应制备具有阻燃抗融滴效果的含磷共聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料。由于硅酸盐片层具有阻隔作用， 能够阻挡燃烧时产生的熔融物的迁移，同时延缓外界氧气向燃烧界面内部迁移的速度，因此起到阻燃和减缓融滴的作用。但大量研究表明，只有无机硅酸盐片层在基体中实现有效的剥离和纳米尺寸均勻分散，才能保证材料具有良好的阻燃性能。然而，由于巨大的表面积及与聚合物相容性较差，无机硅酸盐极易在基体中发生团聚，形成相分离的结构形态，不仅阻燃效果不能充分发挥，还可能对材料的力学性能造成影响。3聚合物/磷酸盐玻璃(Phosphate glaSS，PglaSS)杂化材料是一类新型的有机-无机杂化材料。I^glass是由若干不对称磷氧四面体通过氧桥键连接而成，通过结构设计可以使其具有较低的玻璃化温度(Tg)，使它在许多聚合物的加工温度范围内呈流体状态。因此，可以用传统的熔融共混的加工方法将其混合到有机高分子材料中，避免了无机物高添加量而带来的加工问题。同时，由于聚合物及磷酸盐玻璃在加工中都是流体，容易在加工过程中实现对I^glass的微观形态调控，从而赋予复合材料优异的宏观性能。一些研究表明， Pglass在聚合物基体中分散均勻，随着无机组分的加入量提高，其微观形态从液滴变成长条形，最后和聚合物形成互穿网络结构。而对PP/Pglass杂化材料的研究发现双向拉伸使得I^glass在PP中取向成片状，可大幅度提高材料的气体阻隔性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法工艺简单，易实施，制得的共聚酯及其纤维具有很好的阻燃和抗熔滴效果，织物的极限氧指数为29. 8% 33. 2%，燃烧时无熔融滴落，具有良好的应用前景。本专利技术的，包括(1)将芳香族二元羧酸、二元醇和含磷阻燃剂混合，同时加入催化剂和热稳定剂，在MO 270°C、压力0 0. 5MPa下反应2 5小时，再将反应体系在270 300°C 真空下反应1. 5 5小时，即得阻燃共聚酯；其中，芳香族二元羧酸与二元醇的摩尔比为 1 1.1-3.0，含磷阻燃剂为芳香族二元羧酸与二元醇总质量的3%-20%，催化剂为芳香族二元羧酸质量的0. 02% -0. 1%，热稳定剂为芳香族二元羧酸质量的0. 02% -0. 06% ；(2)将摩尔比为 40 65 10 30 20 40 的 SnF2、SnO、NH4H2PO4 或 P2O5 预混合30 60min后在400 500°C下熔融60 90min，冷却后在70-100°C下热处理90 120min,即得磷酸盐玻璃；C3)将上述阻燃共聚酯与磷酸盐玻璃按质量百分比90 10 20 80在220 270°C下共混得阻燃共聚酯/磷酸盐玻璃，然后以阻燃共聚酯为芯层、以阻燃共聚酯/磷酸盐玻璃为皮层，经熔融纺丝即得阻燃抗熔滴聚酯复合纤维。所述步骤(1)中的芳香族二元羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸或2，6_萘二甲酸。所述步骤(1)中的二元醇为乙二醇、丁二醇或1，3-丙二醇。所述步骤(1)中的含磷阻燃剂为9，10-二氢-9-氧杂-10-磷酞杂菲丁二酸、2-羧乙基苯基次膦酸、双(4-羧苯基)苯基氧化膦、2-羧乙基甲基磷酸酯或2-羧乙基甲基磷酸。所述步骤⑴中的催化剂为Sb、Ti、Sn或Co化合物。所述步骤(1)中的热稳定剂为磷酸三甲酯或磷酸三苯酯。所述步骤(3)中的熔融纺丝工艺参数为纺丝温度260°C-300°C，纺丝速度 400-3200m/min，牵伸温度 70°C-160°C，牵伸倍数 1-5 倍，皮芯比 10 90-60 40。本专利技术的创新性在于通过分子设计制备具有不同磷、氟含量及玻璃化温度的磷酸盐玻璃，与阻燃共聚酯共混得到高磷含量的阻燃共聚酯/Pglass有机-无机杂化材料；然后通过复合纺丝技术纺制以阻燃共聚酯为芯层、阻燃共聚酯glass杂化材料为皮层的阻燃纤维。利用纤维表面高磷含量及纤维成型的单轴拉伸过程中I^glass形成具有阻隔作用的片状结构，阻挡聚合物分子链熔融液滴的流动和迁移，加速成炭过程，起到阻燃和抗熔融滴落的作用。有益效果本专利技术工艺简单，易实施，制得的共聚酯及其纤维具有很好的阻燃和抗熔滴效果， 织物的极限氧指数为29. 8% 33. 2%，燃烧时无熔融滴落，具有良好的应用前景。具体实施例方式下面结合具体实施例，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，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1将250克对苯二甲酸、150毫升乙二醇(99vol% )和32克2_羧乙基苯基次膦酸混合，加入0. 1克的乙二醇锑作为催化剂、0. 1克磷酸三苯酯为热稳定剂。在230°C，压力为 0. 4MPa条件下进行酯化反应，然后在260°C真空条件下进行缩聚反应，即可得到阻燃共聚将100克SnF2、40克SnO和60克P2O5预混合30本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种阻燃抗熔滴聚酯复合纤维的制备方法，包括：（１）将芳香族二元羧酸、二元醇和含磷阻燃剂混合，同时加入催化剂和热稳定剂，在２４０～２７０℃、压力０～０．５ＭＰａ下反应２～５小时，再将反应体系在２７０～３００℃真空下反应１．５～５小时，即得阻燃共聚酯；其中，芳香族二元羧酸与二元醇的摩尔比为１∶１．１－３．０，含磷阻燃剂为芳香族二元羧酸与二元醇总质量的３％－２０％，催化剂为芳香族二元羧酸质量的０．０２％－０．１％，热稳定剂为芳香族二元羧酸质量的０．０２％－０．０６％；（２）将摩尔比为４０～６５∶１０～３０∶２０～４０的ＳｎＦ２、ＳｎＯ、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４或Ｐ２Ｏ５预混合３０～６０ｍｉｎ后在４００～５００℃下熔融６０～９０ｍｉｎ，冷却后在７０－１００℃下热处理９０～１２０ｍｉｎ，即得磷酸盐玻璃；（３）将上述阻燃共聚酯与磷酸盐玻璃按质量百分比９０∶１０～２０∶８０在２２０～２７０℃下共混得阻燃共聚酯／磷酸盐玻璃，然后以阻燃共聚酯为芯层、以阻燃共聚酯／磷酸盐玻璃为皮层，经熔融纺丝即得阻燃抗熔滴聚酯复合纤维。
【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗熔滴聚酯复合纤维的制备方法，包括(1)将芳香族二元羧酸、二元醇和含磷阻燃剂混合，同时加入催化剂和热稳定剂，在 240 270°C、压力0 0. 5MPa下反应2 5小时，再将反应体系在270 300°C真空下反应 1.5 5小时，即得阻燃共聚酯；其中，芳香族二元羧酸与二元醇的摩尔比为1 1.1-3.0， 含磷阻燃剂为芳香族二元羧酸与二元醇总质量的3% _20%，催化剂为芳香族二元羧酸质量的0. 02% -0. 1%，热稳定剂为芳香族二元羧酸质量的0. 02% -0. 06% ；(2)将摩尔比为40 65 10 30 20 40的SnF2、SnO、NH4H2PO4或P2O5预混合 30 60min后在400 500°C下熔融60 90min，冷却后在70-100°C下热处理90 120min， 即得磷酸盐玻璃；(3)将上述阻燃共聚酯与磷酸盐玻璃按质量百分比90 10 20 80在220 270°C 下共混得阻燃共聚酯/磷酸盐玻璃，然后以阻燃共聚酯为芯层、以阻燃共聚酯/磷酸盐玻璃为皮层，经熔融纺丝即得阻燃抗熔滴聚酯复合纤维。2.根据权利要求1所述的一种阻燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：马敬红，徐坚，龚静华，杨曙光，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31
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