[发明专利]一种高亲水阻燃聚酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃纤维的制备领域，特别涉及一种高亲水阻燃聚酯纤维的制备方法。

背景技术

聚酯以及聚酯纤维从20世纪70年代步入大规模工业化以来，发展速度远远大于其他合成材料和合成纤维，2011年我国聚酯纤维产量2795万吨，约占我国化纤产量的83%；约占世界聚酯纤维产量的70%。今后10年，世界聚酯以及聚酯纤维仍将保持3%以上的速度增长，聚酯纤维将占世界纤维产品总量的60%以上。聚酯纤维的物理机械性能如强力、耐磨性、回弹性和尺寸稳定性均较好，能满足各种用途的需要。但聚酯纤维是一种典型的疏水性纤维,回潮率只有0.4%，穿着舒适性很差。同时，聚酯纤维亲水性很差也给织造带来一系列问题，如易积聚静电、易吸灰尘，致使抗污能力下降。最后，聚酯纤维属于易燃纤维，穿着安全性存在隐患，易发生安全事故。

阻燃改性主要采用以下方法：（1）将含一种或多种阻燃元素化合物作为共聚单体，引入纤维高聚物分子链中，进行共聚改性。该法阻燃性能持久且毒性低。如专利一种阻燃共聚改性聚酯的制备方法（专利号200910167716.X），专利一种磷系共聚阻燃涤纶切片的制备方法（专利号CN02109909.X）。（2）将阻燃剂加入高分子聚合物中加工成阻燃母粒，之后与聚酯进行共混纺丝。但是该法纺丝对丝的性能有影响。如专利磷系聚酯阻燃纤维及生产方法（专利号200610041006.9）。（3）在后整理阶段，在织物表面涂覆一层阻燃树脂进行改性。但是该法的耐久性差，且穿着舒适性差。改变聚酯阻燃性的方法是采用共聚的手段在常规聚酯上引入共聚阻燃剂。

为了解决上述缺点，人们对聚酯进行了各种有效地改进。改善高分子亲水性的方法主要有物理改性和化学改性，据文献专利报道，目前生产具有亲水性的聚酯产品主要采取以下方法：（1）在共聚阶段加入亲水单体进行共聚，从而提高其亲水性。（2）在聚合时添加作为成孔剂的微粒子，使纤维表面产生凹坑。（3）具有不同吸湿性能的聚合物组分共混纺丝制成高吸湿性聚酯纤维。（4）染色整理阶段进行亲水性整理，使亲水化合物附着于纤维表面，接枝亲水基团，或进行等离子处理，使纤维表面粗造化。（5）在后整理阶段采用碱减量处理工艺。改变聚酯亲水性的方法是采用共聚的手段在常规聚酯上引入亲水性基团，增强与水的亲和力。亲水性基团的种类与亲水性基团的数量是很重要的，极性基团如羟基、氨基、酰胺基、羧基等对水分子有较强的亲和力。目前有很多利用水溶性聚酯改善聚酯纤维的吸水性，但由于“水溶性聚酯”的制造成本较高，复合纺丝工艺不仅复杂且产量低，纤维价格较高，所以限制了其发展和应用。如国内专利用于制备高吸湿和高排湿聚酯织物的聚合物母粒及其合成方法（专利号200710118744），一种酸性可染聚酯和该酸性可染聚酯及其纤维的制备方法（专利号200710178879），连续生产吸湿性聚酯的方法和设备（专利号200610039096），阳离子染料常压深染共聚酯及其制备方法（专利号200410060520.8），吸湿性共聚聚酯及用其制造的吸湿性纤维（专利号96104374），一种间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸1,3-丙二醇共聚酯的制备方法(专利号200910101792.0)等。

关于含山梨醇的聚酯改性研究较少，如以异山梨醇（山梨醇催化脱水后的产物）、乙二醇、对苯二甲酸为原料，采用PTA法制备了异山梨醇质量分数为20%的无规共聚酯具有良好的热稳定性和可纺性。但是利用山梨醇制备聚酯进行微量改性的研究未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高亲水阻燃聚酯纤维的制备方法，该发明方法成本增加少，改性效果好。

本发明的一种高亲水阻燃聚酯纤维的制备方法，包括：

（1）将共聚阻燃剂与多元醇在90-160℃条件下，搅拌反应0.5-2h，得到共聚阻燃剂-多元醇；其中共聚阻燃剂和多元醇的摩尔比为1:1.2-2.0；

（2）将端羟基硅氧烷和乙二醇在催化剂作用下反应，得到端羟基硅烷-乙二醇；其中端羟基硅氧烷和乙二醇的摩尔比为1:4-4.6；

（3）将摩尔比为1:1.05-2.0对苯二甲酸与乙二醇混合，得到浆料，然后进行第一酯化反应；其中第一酯化反应的温度为225-250℃，压力为0-0.4MPa，反应时间为0.5-4h；