[发明专利]一种阻燃聚酯纤维及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃聚酯纤维及其生产方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高模量、高强度、拉伸弹性好等特点，在聚酯中，其产量世界最大，用途也最为广泛。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，简称涤纶，也是合成纤维中产量最大、用途最广的品种，涤纶纤维具有良好的机械强度和拉伸性能，被广泛地应用在服装、产业、交通运输、装饰材料等领域。

但是由于聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维属于可燃品，大大的限制了其在要求阻燃的领域的应用，比如军事、航空、交通运输、宾馆饭店、娱乐场所、医院、电影院、超市等的装饰材料、消防等。全世界每年由于纤维材料易燃引起的火灾造成了巨大的经济损失。

近来随着聚酯纤维的功能化、特种化研究日益活跃，人们也对聚酯纤维的阻燃性进行了深入广泛的研究，开发出了多种阻燃剂，发明了多种阻燃处理方法，比如阻燃剂表面改性、共混添加、共聚添加等，各种阻燃聚酯纤维也随之不断面世。

含卤素，比如含氯、溴元素的阻燃剂，在阻燃剂中有广泛的应用，但是含卤素阻燃剂的阻燃聚酯纤维在燃烧时容易释放出有刺激性和腐蚀性的含毒卤化氢气体和烟，对环境和人身安全造成威胁，因而其应用受到了限制。

一些无机材料也可用于阻燃剂，比如异氰酸盐等，但这类阻燃剂主要用于制备塑料用阻燃聚酯。

目前最受欢迎的是磷系共聚型阻燃剂，共聚反应型磷阻燃剂有羟基、羧酸两种官能团，可以与醇、酸反应加入到聚酯的分子链中，达到很好的阻燃效果。磷系反应型阻燃剂在聚酯分子链中的分布有磷在主链和磷在侧链上两种形式，目前使用较多的是主链型磷阻燃剂。

但是由于磷元素在聚酯中含量的增加，使得聚酯切片以及涤纶纤维的色泽变差，产品变黄L值降低，纤维的色调也不好。纤维色调的好坏会影响原织物的色调，原织物色相差使得其亮度和明度都不明显，从而影响染色后的效果，使着色织物的明度和色泽变差，影响美观，难以满足用户需求。

专利CN200480038764.4公开了一种具有良好色调的阻燃剂，该专利认为阻燃剂本身色调差，在制备阻燃剂的时候加入抗氧化剂可以改善阻燃剂的色调，但是这种方法不能最终改善聚酯切片的色调，由该方法得到的聚酯的b值仍然较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可纺性好、产品安全性好、节省能源且成本低的阻燃聚酯纤维及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种阻燃聚酯纤维，相对于该阻燃聚酯纤维总量，其中磷元素含量为5000～7500ppm，钴元素含量为3～20ppm，DEG含量在2.5wt％以下，阻燃聚酯纤维熔点为240℃～255℃。

所述磷元素来自如下结构式所示反应型磷阻燃剂中的一种或几种：

其中的R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和R₈为H、CH₃、(CH₂)_nOH、(CH₂)_nCOOH，或(CH₂)_nCH₃，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈相同或不相同，n在1～5之间。

所述的反应型磷阻燃剂包括甲基磷、侧链磷以及苯基磷，如：2-羟乙基苯磷酸、2-羟乙基甲基磷酸酯、2-羟乙基甲基磷酸等。

上述阻燃纤维聚酯的生产方法，包括如下步骤：

(1)由芳香族二元酸、二元醇和反应型磷阻燃剂进行共聚合反应，并在缩聚阶段加入钴化合物，得到阻燃共聚酯母粒，其中磷元素含量为10000～50000ppm，钴元素含量为5～120ppm；

(2)将常规聚酯切片与阻燃共聚酯母粒在熔融状态下以1∶1～9∶1重量的比例混合后进行纺丝，得到阻燃聚酯纤维，其中磷元素含量为5000～7500ppm，阻燃聚酯纤维熔点为240℃～255℃。

所述反应型磷阻燃剂为如下结构的磷阻燃剂中的一种或几种：