[发明专利]阻燃纤维和细丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用溴代苯乙烯聚合物阻燃的热塑性塑料纤维和细丝，其中，所述的热塑性塑料是聚酯、聚酰胺、聚烯烃或丙烯酸。

背景技术

尽管合成纤维材料具有各种优异的物理和化学性质，但其共同的缺点是它们容易发生燃烧，因此，这样的合成纤维材料通常需要进行涂饰处理以获得阻燃性。涂饰处理方法的例子包括浸涂和喷涂。这些涂层的一个明显的缺点是，随着时间的推移，它们可能会逐渐消失掉。

不幸的是，在合成纤维材料中使用阻燃添加剂会导致不期望的显色或白化。换句话说，这些添加剂对合成纤维的颜色存在有害的影响。对于许多用途来说，这种显色问题是不期望的或不可接受的。

此外，当与合成纤维材料混合时，阻燃添加剂往往在混合物中形成不均匀的分布，因此产生不均匀的阻燃纤维，这些纤维具有较差的机械性能。对于比较细的纤维来说，与非均匀性相关的问题更为明显。尤其是如果阻燃添加剂不能在挤压前与合成纤维材料充分混合的话，则阻燃添加剂往往自身发生附聚，在挤压熔体中产生料块，阻塞喷丝头过滤器或喷丝孔，或者在所得到的连续细丝中形成细部。这些团聚的料块肯定还会导致产生其它一些缺乏阻燃添加剂并因此降低阻燃效果的区域。

特别是，溴代聚苯乙烯的颜色特性通常是不充分的。含有阻燃剂的产品的制造商通常发现，获得如下的阻燃剂是有利的，即，该阻燃剂不会使产品产生过分的颜色，或相反，对用于给定产品的颜色匹配种类产生影响。因此，通常溴代苯乙烯聚合物颜色越浅(即，阻燃剂越白)越好。然而，白色的高熔点阻燃剂通常最终在纤维中起到白色颜料的作用，导致纤维的着色更加困难，因为必须克服阻燃剂的白色。

另外，有少数阻燃剂能与聚酰胺(尼龙)良好作用，这部分是由于聚酰胺是高熔点的。在180℃下烘箱老化一星期后，聚酰胺与阻燃剂的混合物就趋于显色。

如果能找到一种方法形成阻燃剂与成纤维热塑性聚合物的更均匀的混合物将是十分有利的，这样可以形成更均匀的纤维。如果在这样的混合物中使用的阻燃剂显示出最低的显色同时起白色颜料的作用，则更加有利。

发明内容

聚溴代阴离子苯乙烯聚合物与形成纤维的热塑性聚合物相容并为其提供阻燃性。这样的阻燃剂具有比聚溴代非阴离子苯乙烯聚合物低的粘度和高的热稳定性，在例如熔体混合和纺丝的过程中具有优点。由于它们与成纤维热塑性聚合物的相容性，因此在纤维和细丝的形成阶段导入聚溴代阴离子苯乙烯聚合物使得不需要对织物进行后续的阻燃处理，且通过聚溴代阴离子苯乙烯聚合物与成纤维热塑性聚合物的初始混合物获得的阻燃性能够相对持久，而不像涂层那样。

此外，聚溴代阴离子苯乙烯聚合物形成相对均匀的混合物，并因此得到更均匀的纤维。由于更高的均匀性，还可以获得含有阻燃剂并仍维持良好机械性能的较细(更细的)纤维。更高均匀性的其它优点是，混合物基本不会阻塞喷丝头口，且制得的纤维或细丝基本上没有缺少阻燃剂的区域。

此外，已经发现聚溴代阴离子苯乙烯聚合物具有最低的显色。特别是，与聚酰胺一起使用聚溴代阴离子苯乙烯聚合物能够减少颜色形成。

即使当阴离子苯乙烯聚合物的溴含量为67重量％或更高时，聚溴代阴离子苯乙烯聚合物的这些合乎需要的性能仍然存在。此外，在热处理条件下，这些聚溴代阴离子苯乙烯聚合物释放出最少量的卤化氢，因此在聚合物处理操作中大大减少处理设备发生腐蚀的可能。

本发明的一个实施方式是由下述成分形成的纤维或细丝，所述的成分含有：(a)至少一种成纤维热塑性聚合物，以及，(b)至少一种聚溴代阴离子苯乙烯聚合物。聚溴代阴离子苯乙烯聚合物具有至少约50wt％的溴含量。

本发明的另一个实施方式是制备纤维或细丝的方法，该方法包括，将(a)至少一种成纤维热塑性聚合物和(b)至少一种聚溴代阴离子苯乙烯聚合物进行熔融纺丝。聚溴代阴离子苯乙烯聚合物具有至少约50wt％的溴含量。

本发明的又一个实施方式是载体混合物(carrier blend)的组合物。该混合物由下述成分形成，所述的成分含有：(i)至少一种聚溴代阴离子苯乙烯聚合物，其中，该聚溴代阴离子苯乙烯聚合物的溴含量为至少约50wt％，以及，(ii)至少一种增效剂或至少一种其它的阻燃剂。

本发明的再一个实施方式是形成载体混合物的方法。该方法包括，将(i)至少一种溴含量为至少约50％的聚溴代阴离子苯乙烯聚合物和(ii)至少一种增效剂或至少一种其它的阻燃剂混合到一起并熔化。

本发明还一个实施方式是制备纤维或细丝的方法，该方法包括，将(a)至少一种成纤维热塑性聚合物和(b)本发明的载体混合物进行熔融纺丝。