[发明专利]一种环保型阻燃聚酯纤维

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃聚酯纤维的生产方法，具体地说是一种环保型阻燃聚酯纤维。

背景技术

聚酯纤维的阻燃研究早在20世纪70年代就已引起世界各国的关注。目前，聚酯纤维的阻燃方法，按生产过程和阻燃剂的加入方式，可分为聚酯共混阻燃改性、聚酯共聚阻燃改性、聚酯复合纺丝阻燃改性、聚酯纤维表面接枝阻燃剂改性、聚酯纤维织物阻燃后整理。各种方法均有利弊，共聚阻燃改性方法赋予聚酯纤维永久的阻燃性，在各种不同的应用中，不会出现危害人体健康的问题，因此，这种阻燃改性方法倍受人们青睐，它代表着聚酯纤维阻燃化发展的主流。据报道，世界阻燃聚酯纤维的产量已占聚酯纤维总产量的10％～15％。国外对磷系阻燃共聚酯的研究较我国广泛而深入，有关的文献报道较多。国外已工业化的阻燃聚酯纤维品种，主要是采用共聚阻燃改性方法。如日本东祥纺公司的Heim和GH、意大利Snia公司的Wisto FR、德国Hoechst公司的Trevira CS系列、美国杜邦公司的Dacro-900E等。磷系阻燃剂在聚酯中通过固相的成炭和质量保留机理以及部分气相阻燃机理，不仅降低材料的热释放速率，具有较好的阻燃性，而且也降低腐蚀或有毒气体以及烟的释放量，因而具有环境友好的特点。在过去的几年里，世界范围的立法和市场要求已促使阻燃剂朝着低烟、零卤、无毒这一趋势发展，取而代之的将是磷系阻燃剂的广泛应用。目前，聚酯纤维的阻燃方法，按生产过程和阻燃剂的加入方式，可分为聚酯共混阻燃改性、聚酯共聚阻燃改性、聚酯复合纺丝阻燃改性、聚酯纤维表面接枝阻燃剂改性、聚酯纤维织物阻燃后整理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述其它方法制得的阻燃纤维的缺点而得到性能较好的阻燃纤维。共聚阻燃改性方法赋予聚酯纤维永久的阻燃性，这在各种不同的应用中，不会出现危害人体健康的问题。

为实现上述目的，设计一种环保型阻燃聚酯纤维，其特征在于采用共聚阻燃改性方法制备磷系阻燃聚酯纤维，工艺步骤为：酯交换，将DMT、EG、CPA和酯交换催化剂醋酸锰加入2.5L反应釜中，检查系统气密性，充氮排除釜体内空气，于160～220℃、常压下进行酯交换反应，分馏柱温度控制为60～70℃，脱出甲醇和水，当酯交换率达到96％以上时，将生成的对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)和CPA的双羟基化合物(CPAE)趁热导入缩聚釜；聚合，酯交换后的物料导入缩聚釜后，加入缩聚催化剂醋酸锑、稳定剂、抗氧剂、消光剂，首先，在240～260℃低真空反应0.5h，然后升温，在260～280℃高真空(体系压力＜50Pa)反应2h左右，当搅拌功率达到相应值时，终止反应，经氮气消真空，用冷水槽铸带，切粒，即得到磷系阻燃聚酯；将聚酯切片进行熔融纺丝，再经前、后拉伸机构进行拉伸，前拉伸机构的第一辊为冷辊，温度为常温，后拉伸机构的第二辊的温度为120℃-150℃，该后、前拉伸机构的第二辊与第一辊的速度比为1.1～2.5∶1。

本发明与现有技术相比，工艺操作简单，消耗低，而且工艺参数调节范围大，投资少，成本低，速度高，品种适应范围大，阻燃性能好，伸长率和拉伸性能均比较良好，可靠性强、安全性强，不会出现危害人体健康的问题。

具体实施方式

在对苯二甲酸二甲酯、乙二醇中加入含磷单体，酯交换和酯化反应同时进行，使酯化后的含磷单体和酯交换生成的对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)具有相同的活性，经缩聚合成了环保型磷系阻燃聚酯。

以下是本发明的技术指标：

1、ZrA3磷系阻燃聚酯

(1)w(CPA)：4.5％

(2)熔点：240℃

(3)熔融结晶温度：169℃

(4)玻璃化温度：75℃

(5)特性粘数：0.673cm³·g^-1

(6)氧指数：32.8％

(7)纤度：149dT

(8)强力：2.95cN·dT^-1

(9)伸长率：29.8％

(10)拉伸性能：好

表1磷系阻燃聚酯和纯聚酯样品的基本参数

样品        w(CPA)，％     熔点/℃    特性粘数/(cm³·g^-1)

纯聚酯      0              257        0.660

磷系聚酯    4.5            240        0.673

一、阻燃性能对比