[发明专利]一种阻燃液晶聚酯纤维的制备方法

说明书

本发明属于化学纤维加工成型领域，涉及一种阻燃液晶聚酯纤维的制备方法。将含磷液晶高分子经真空负压、氮气或惰性气体热处理后熔融纺丝，熔体细流穿过缓冷管后卷绕获得初生纤维，初生纤维再经张力辊从惰性气体箱体中穿出完成热处理，可获得强度大于0.7GPa，模量高于9GPa，极限氧指数大于45的阻燃液晶聚酯纤维。本发明采用含磷液晶高分子进行纺丝制备阻燃液晶聚酯纤维，工艺简便，纤维产品阻燃性能和力学性能优异且不含卤素，可广泛应用于汽车工业、电子电器、宇航军事及高温过滤等领域。

技术领域

本发明涉及化学纤维加工成型领域，涉及一种阻燃液晶聚酯纤维的制备方法。

背景技术

常规化学纤维如聚丙烯和涤纶纤维，由于其柔性的分子链结构和分子构成中只含有C、H、O元素，因此在火源存在下极易燃烧。在一些特殊领域，如军事、航空航天、汽车内饰、建材家居等应用时要求纤维需具有一定的阻燃性能。目前，阻燃纤维的制备主要是采用将阻燃剂与聚合物切片共同熔融挤出纺丝的方法或将具有阻燃性能聚合物直接进行纺丝的方法。如专利CN101104963A公开了一种磷系聚酯阻燃纤维的生产方法，采用小分子2-羧乙基苯磷酸、2-羧乙基甲基磷酸酯或2-羧乙基甲基磷酸作为阻燃剂与PET、PBT等常规聚酯进行挤出制备阻燃纤维。该方法采用小分子磷系阻燃剂虽具有环保无毒的特性，但是小分子磷系阻燃剂会与主体聚酯存在相容性差的问题，另一方面阻燃效果的提升需使用大量阻燃剂，是以损害纤维力学性能为代价的。专利CN104641025A将含卤聚合物与助剂采用湿法纺丝制备含卤阻燃纤维。该方法使用含有卤素聚合物，制备得到的纤维虽具有良好的阻燃性能但纤维遇热分解会产生大量的有毒卤化氢气体，对人体造成二次伤害，此外，湿法纺丝需大量使用有机溶剂，易对环境造成污染，成本较高。

另一方面，液晶高分子具有优异的力学性能、热稳定性能、成型加工性能及尺寸稳定性能，可以用于制备高强高模纤维和工程塑料，应用于国防军事、电子工业等领域。将含磷液晶高分子通过熔融纺丝技术可制备性能优异的阻燃纤维。

发明内容

本发明为解决目前阻燃纤维生产中存在的流程复杂、成本高、阻燃效果差等技术问题，公开了一种阻燃液晶聚酯纤维的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种阻燃液晶聚酯纤维的制备方法，步骤如下：

(1)将液晶聚酯在真空或者充有氮气或惰性气体的烘燥装置中处理8-24h，获得纺丝用液晶聚酯；

(2)将步骤(1)中纺丝用液晶聚酯送入螺杆纺丝机，熔体细流经喷丝模头下方长度为10-50cm的加热管后牵出卷绕，制备得到阻燃液晶聚酯初生纤维；

(3)将阻燃液晶聚酯初生纤维经导辊送入充有氮气的加热箱体内，从加热箱体牵出后进行收卷，完成阻燃液晶聚酯纤维的制备。

所述步骤(1)中液晶聚酯为含磷液晶高分子，该含磷液晶高分子包含具有如下结构的单体：

-O-R1-CO- (Ⅰ)

-M- (Ⅱ)

-O-R2-O- (Ⅲ)

-OCR3-CO- (Ⅳ)

其中，R1的结构为

M的结构为

R2为以下结构中的任意一种：

R3为以下结构的任意一种：

所述含磷液晶高分子熔点Tm为200-320℃，含磷液晶高分子的分子结构中M的含量为5-40mol％，R1结构含量为20-60mol％；M为结构时，R2结构含量为0-15mol％，R3结构含量为20-40mol％；M为结构时，R2结构含量为20-40mol％，R3结构含量为0-15mol％。