專利名稱：一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維包括采用兩種不同模量的PTT、PET共混酯聚酯，堿式硫酸鎂晶須、四針狀氧化鋅晶須、三聚氰胺氰尿酸鹽、紅磷阻燃劑；屬于紡織纖維制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紡織品的競爭力在很大程度上取決于纖維的質(zhì)量及品種，纖維的模量是纖維質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，它是衡量纖維產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使纖維發(fā)生彈性變形的應(yīng)力也越大，即纖維剛度越大，反之亦然；纖維的模量過大或過小都一定是好事，關(guān)鍵是與纖維的用途相合適。PET纖維是由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成，是當(dāng)前合成纖維的第一大品種；PET纖維大分子構(gòu)象幾乎是直線形狀，分子鏈的剛度較大，拉伸和彎曲的抵抗力較大，模量很高(9. 15cN/dtex)，手感剛硬，缺乏彈性，纖維堅(jiān)牢挺刮、不易變形，如不經(jīng)特別處理幾乎沒有服用性能；要加彈成彈性纖維，或制成超細(xì)纖維，方能獲得柔軟和膨松的舒適效果。PTT纖維是由聚對苯二甲酸丙二醇酯紡制的一種新型聚酯纖維。是聚酯家族中的一員，與PET，PBT屬同一家族。分子構(gòu)象為Z字形螺旋彈簧特征，螺旋形分子構(gòu)象使PTT纖維獲得自生性高度“膨化”的效果，模量很低(2. 58cN/dtex)，很容易變形，有非常好的彈性和彈性回復(fù)膨松性，非常柔軟的手感，俗稱為彈性滌綸；PTT纖維綜合了尼龍的柔軟性、腈綸的蓬松性、滌綸的抗污性，加上本身固有的彈性，把各種纖維的優(yōu)良服用性能集于一體，成為當(dāng)前國際上最新開發(fā)的熱門高分子新材料之一。在現(xiàn)代生活中，排除天災(zāi)和戰(zhàn)爭外，主要的災(zāi)難就是火災(zāi)，俗話說“水火無情”。滌綸的基礎(chǔ)原料是石油，滌綸的極限氧指數(shù)只有21左右，屬于熔融性易燃燒纖維。由此滌綸給人類提供豐富多彩物質(zhì)條件的同時(shí)，也給人類埋伏了很多的火災(zāi)隱患。更為嚴(yán)重的是滌綸制品在燃燒或高溫下會發(fā)生熔融滴落，引起燙傷和火種遷移引發(fā)的更大火災(zāi)。為了安全，必須提高滌綸的阻燃抗熔滴性。阻燃抗熔滴滌綸的需求從未有過像今天這樣激增。制造阻燃抗熔滴滌綸，通常引入含阻燃材料，如添加含氯、溴、磷、銻、抗熔滴劑等化合物，制得共混型或共聚型阻燃抗熔滴滌綸，用以減低纖維的易燃性和抗熔滴。此種方法制造的阻燃抗熔滴PET纖維，通常情況下，阻燃抗熔滴性的獲得是以犧牲纖維其它性能為代價(jià)，隨著添加阻燃、抗熔滴劑，纖維強(qiáng)伸度變脆弱；纖維沒有彈性和柔軟的手感；紡絲、織造困難。晶須是以單晶形式生長而成的直徑非常小(0. I IOum)、長度原子排列高度有序、強(qiáng)度接近完整晶體的理論值、有一定長徑比(5 1000)的纖維材料，晶須的長度是高分子材料大分子鏈長度的幾倍到幾十倍。在高分子材料中加入少量晶須，便能增強(qiáng)、增韌，還可提高耐熱性等。是一種理想的高分子材料增強(qiáng)改性劑，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。無機(jī)晶須熔點(diǎn)很高，通常都在1000°C以上，正好彌補(bǔ)了高分子材料在耐熱方面的不足，使體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱變形溫度均有升高，具有阻燃性能。應(yīng)用最為廣泛的是堿式硫酸鎂晶須，由于其分子中的結(jié)晶水在燃燒時(shí)發(fā)生脫水反應(yīng)，可吸收大量的熱能來降低基材的溫度。此外，生成的水蒸汽既能稀釋火焰區(qū)反應(yīng)氣體的濃度，又能吸收煙霧，起到阻燃和消煙的作用。四針狀氧化鋅晶須均具有良好的阻燃抗熔滴效果；比常用阻燃抗熔滴材料更為優(yōu)越。低模量的PTT和高模量的PET同屬聚酯家族，有很好的相容性和模量互補(bǔ)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的制造方法采用如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取4-8份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5-12um的堿式硫酸鎂晶須，2-6份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6_10um的四針狀氧化鋅晶須；將上述二種晶須混合均勻后，在350-4500C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散30-45min，然后常壓等離子處理10_20min，再在含硬脂酸鈣分散液的60-70°C去離子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須6-10份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽4-8份、紅磷阻燃劑1-2份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑0. 5-1. 5份，在70-80°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)45-60min,得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須6-15份，與PTT+PET共混酯聚酯94-85份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案是，它采用如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取6份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須，4份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將這二種晶須混合均勻后，在4 0 (TC真空爐中焙燒5 h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散40min,然后常壓等離子處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須8份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽6份、紅磷阻燃劑I. 5份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑I份，在75°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)50min ;得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須10份，與PTT+PET共混酯聚酯90份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。所述的共混酯聚酯PTT :PET的質(zhì)量比為100-0 0-100。所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的皮層是按質(zhì)量比20% -50%阻燃抗熔滴；它還包括由變模量阻燃抗熔滴聚酯經(jīng)共混或復(fù)合技術(shù)紡制成H)Y、DTY、BCF、BSY、無紡布。
所述變模量阻燃抗熔滴聚酯采用共混或復(fù)合技術(shù)制成變模量阻燃抗熔滴聚酯片材、管材、棒材、線材。本發(fā)明應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，根據(jù)用途對模量的要求，將低模量的PTT、高模量的PET按不同質(zhì)量比共混，其模量在PET與PTT之間隨其比例變化獲得不同模量的PTT/PET共混酯聚酯，PET含量比例高則模量高，反之亦然。在共混酯聚酯中添加具有增強(qiáng)、阻燃抗熔滴功能的三聚氰胺氰尿酸鹽、紅磷阻燃劑、四針狀氧化鋅晶須、堿式硫酸鎂晶須等；通過熔融復(fù)合紡絲手段，制成以阻燃抗熔滴組分為皮層的皮芯型阻燃抗熔滴聚酯纖維。當(dāng)這種纖維制品在燃燒或高溫下，共混酯聚酯被熔融、熱裂解、大分子鏈斷裂，但分散在聚酯中的晶須不會被熔融，也不會熱裂解，晶須不會斷裂、也不會燃燒。晶須和阻燃劑如同筋絲網(wǎng)阻撓聚酯熔體的燃燒和滴落，具有極好的阻燃燒抗熔滴效果。這種晶須加阻燃劑的阻燃抗熔滴纖維，強(qiáng)度高，韌性好，模量適宜、阻燃抗熔滴好?？筛鶕?jù)不同用途制造不同模量的阻燃抗熔滴纖維，用于裝飾、家紡、服飾、建筑和消防、熱工、軍工領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明所述的一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取4-8份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須，2-6份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6_10um的四針狀氧化鋅晶須；將上述二種晶須混合均勻后，在350-4500C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散30-45min，然后常壓等離子處理10_20min，再在含硬脂酸鈣分散液的60-70°C去離子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須6-10份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽4-8份、紅磷阻燃劑1-2份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑0. 5-1. 5份，在70-80°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)45-60min,得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須6-15份，與PTT+PET共混酯聚酯94-85份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。所述的共混酯聚酯PTT :PET的質(zhì)量比為100-0 0-100。所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的皮層是按質(zhì)量比20% -50%阻燃抗熔滴；它還包括由變模量阻燃抗熔滴聚酯經(jīng)共混或復(fù)合技術(shù)紡制成H)Y、DTY、BCF、BSY、無紡布。所述變模量阻燃抗熔滴聚酯采用共混或復(fù)合技術(shù)制成變模量阻燃抗熔滴聚酯片材、管材、棒材、線材。實(shí)施例I :本發(fā)明所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，它采用如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取6份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須，4份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將這二種晶須混合均勻后，在4 0 (TC真空爐中焙燒5 h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散40min,然后常壓等離子處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須8份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽6份、紅磷阻燃劑I. 5份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑I份，在75°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)50min，得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須10份，與PTT+PET共混酯聚酯90份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。實(shí)施例2 :本發(fā)明所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，它采取如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取4份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須，2份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將上述二種晶須混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒6h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散30min,然后常壓等離子處理lOmin，再在含硬脂酸鈣分散液的60°C去離子水中超聲波分散、清洗25min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3_5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須6份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽4份、紅磷阻燃劑I份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑0. 5份，在70°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)45min，得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須6份，與PTT+PET共混酯聚酯94份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。實(shí)施例3 :本發(fā)明所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，它采用如下步驟I)按質(zhì)量份數(shù)取8份表征參數(shù)直徑為0. 1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須，6份表征參數(shù)直徑為0. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將上述二種晶須混合均勻后，在450°C真空爐中焙燒6h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散45min，然后常壓等離子處理20min，再在含硬脂酸鈣分散液的70°C去離子水中超聲波分散、清洗35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須10份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽8份、紅磷阻燃劑2份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑I. 5份，在80°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)60min，得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須15份，與PTT+PET共混酯聚酯85份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。本發(fā)明所述的實(shí)施例并不限于以上所述三個(gè)實(shí)施例，通過前述公開的數(shù)值范圍，在具體實(shí)施例中進(jìn)行任意替換，從而可以得到無數(shù)個(gè)實(shí)施例，對此不一一例舉。
權(quán)利要求
1.一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，其特征在于該制造方法采用如下步驟1)按質(zhì)量份數(shù)取4-8份表征參數(shù)直徑為O.1-lum、長度為5_12um的堿式硫酸鎂晶須, 2-6份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將上述二種晶須混合均勻后，在350-450°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散30_45min,然后常壓等尚子處理10_20min,再在含硬脂酸I丐分散液的60_70°C去尚子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須6-10份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽 4-8份、紅磷阻燃劑1-2份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑O. 5-1. 5份，在70-80°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)45-60min，得到阻燃抗熔滴晶須；3)按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須6-15份，與PTT+PET共混酯聚酯94-85 份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，其特征在于步驟I)中，按質(zhì)量份數(shù)取6份表征參數(shù)直徑為O. 1-lum、長度為5-12um的堿式硫酸鎂晶須，4份表征參數(shù)直徑為O. 1-0. 8um、長度為6-10um的四針狀氧化鋅晶須；將這二種晶須混合均勻后，在400°C真空爐中焙燒5h，冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌分散40min，然后常壓等離子處理15min，再在含硬脂酸鈣分散液的65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；步驟2)中，按質(zhì)量份數(shù)取步驟I)得到的改性晶須8份，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽6份、紅磷阻燃劑I. 5份、KH-550硅烷偶聯(lián)劑I份，在75°C條件下混合機(jī)中密閉攪拌反應(yīng)50min，得到阻燃抗熔滴晶須；步驟3)中，按質(zhì)量比取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須10份，與PTT+PET共混酯聚酯 90份，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，其特征在于所述的共混酯聚酯PTT :PET的質(zhì)量比為100-0 0-100。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，其特征在于所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的皮層是按質(zhì)量比20% -50%阻燃抗熔滴；它還包括由變模量阻燃抗熔滴聚酯經(jīng)共混或復(fù)合技術(shù)紡制成H)Y、DTY、BCF、BSY、無紡布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，其特征在于所述變模量阻燃抗熔滴聚酯采用共混或復(fù)合技術(shù)制成變模量阻燃抗熔滴聚酯片材、管材、棒材、線材。
全文摘要
一種變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維的制造方法，它采用如下步驟1)將堿式硫酸鎂晶須和四針狀氧化鋅晶須混合均勻后，在真空爐中焙燒并冷卻后在含六偏磷酸鈉的無水乙醇中攪拌，然后常壓等離子處理；再在含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗，取溶液上層懸浮晶須過濾，并取改性晶須混合液，重復(fù)操作直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須；2)取步驟1)得到的改性晶須，與膨脹型阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽、紅磷阻燃劑、KH-550硅烷偶聯(lián)劑，在混合機(jī)中攪拌，得到阻燃抗熔滴晶須；3)取步驟2)得到的阻燃抗熔滴晶須，與PTT+PET共混酯聚酯，熔融制成變模量阻燃抗熔滴PTT/PET共混酯聚酯為皮層的皮芯型變模量阻燃抗熔滴聚酯纖維；其模量隨PET與PTT之比變化而變化，PET比例高則模量高，反之亦然，變模量阻燃抗熔滴纖維更適宜各種用途。
文檔編號D01F1/07GK102978743SQ20121049045
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者凌榮根, 吳子?jì)? 李中明, 周先何, 趙會錦 申請人:浙江理工大學(xué)