[发明专利]一种阻燃聚酯纤维及其制备方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物技术领域，具体涉及一种阻燃聚酯纤维及其制备方法和装置。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，也就是聚酯Polyethylene terephthalate，属于高分子化合物，是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)经过缩聚产生制备而得。

PET聚酯纺丝的技术是已知的，目前在服装、布料、玩家填充、床上用品等诸多领域都有着广泛的应用，然而由于聚酯纤维本身具有易燃性，一旦发生火灾将给生命财产带来极大的损害，因此聚酯纤维的阻燃化研究引起世界范围内的广泛关注。

目前阻燃聚酯纤维主要是采用添加型或反应型阻燃剂，存在很多缺陷：首先聚酯纤维大多直接或间接同人皮肤接触，而很多阻燃剂对人体有不同程度损害；其次添加型或反应型改性方法改变了聚酯纤维的表面，给很多后续加工过程带来了不便。

纤维纺丝的加工过程主要是成纤过程即纺丝，最基本和应用最广泛的方法有熔融纺丝法和溶液纺丝法，其中的熔融纺丝法较为常用，速度快，操作简便。

熔融纺丝法一般包括切片、干燥、熔融挤出、冷却成形、上油、卷绕和后加工(牵伸)几个步骤，具体是将高聚物加热熔融，然后将熔体用纺丝泵连续、 均匀地从喷丝头的小孔中压出，纺出的丝在长通道中用空气或冷水浴凝固成细丝。其中，材料的熔融挤出通常是采用熔体挤出机来实现，现有的用于纤维熔融纺丝的熔体挤出机，只能挤出得到一层结构的纤维。目前尚未有一次纺丝过程就可制备得到双层结构纤维的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可避免阻燃剂与人体直接接触，不会改变聚酯纤维表面，且能保持阻燃特性的阻燃聚酯纤维。

本发明的另一个目的是提供上述阻燃聚酯纤维的制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述阻燃聚酯纤维的装置。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种阻燃聚酯纤维，该阻燃聚酯纤维为内外两层的结构，内层为添加有阻燃剂的PET树脂，外层为PET树脂。内外两层的结构不但保证了聚酯纤维的表面特性，而且内层的阻燃剂能够起到阻燃效果，同时还保证了内层的阻燃剂不会与人体接触。

上述阻燃聚酯纤维中，外层采用普通的PET树脂，即采用本领域技术人员进行PET聚酯纺丝时常用的PET树脂材料即可。

上述阻燃聚酯纤维中，内层为添加有阻燃剂的PET树脂，其具体包含如下重量分数的各组分：

阻燃剂及阻燃助剂    8～15份；

加工助剂            1～3份；

PET树脂             82～91份。

其中，

阻燃剂及阻燃助剂采用本领域技术人员在进行阻燃聚酯纤维时常用的阻燃剂及阻燃助剂即可实现本发明，如阻燃剂可以采用十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、红磷或磷酸三苯酯等中的任意一种或多种的混合物，阻燃助剂可以采用三氧化二锑、硼酸锌、水合氧化铝、水合氧化镁、硅粉或膨胀型石墨中的任意一种或多种的混合物；

加工助剂采用本领域技术人员在进行阻燃聚酯纤维时常用的加工助剂即可实现本发明，如采用乙烯-醋酸乙烯蜡用作加工润滑剂，采用2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚或亚磷酸三苯酯中的一种或几种复配用作抗氧剂。

本发明阻燃聚酯纤维的制备方法采用熔融纺丝法，将原料加热熔融后，熔体采用熔体挤出机挤出，经过冷凝从而制备得到所需的纤维，然而本发明的阻燃聚酯纤维为双层结构，因此在制备时是先将内层和外层的原料分别熔融后，再将内层熔体和外层熔体采用熔体挤出机一起复合挤出，经过常规的冷凝处理从而制备得到本发明的阻燃聚酯纤维。

本发明还提供一种用于熔体挤出时的装置，该装置是在现有熔体挤出机的基础上进行改进，主要是针对材料室、材料输送管道和模头进行改进，具体如下：

(1)本发明的装置，其材料室分为内层材料室和外层材料室，内层原料和外层原料分别对应放置在各自的材料室中，分别进行熔融处理；

(2)本发明的装置，其材料输送管道分为内层材料输送管道和外层材料输送管道，两个管道互不相通；内层材料输送管道上设有内层材料进料口，内层材料室内的熔体经过内层材料进料口进入内层材料输送管道；外层材料输送管道上设有外层材料进料口，外层材料室内的熔体经过外层材料进料口进入外层 材料输送管道；

(3)本发明的装置，其模头为包括内环与外环的同心环状结构，其中，内环和内层材料输送管道连接，外环和外层材料输送管道连接。