[发明专利]聚酯短纤维、制造方法及制得的短纤纱线、毛毡

说明书

技术领域

本发明属于化学纤维领域，涉及一种聚酯短纤维及其制备方法。

背景技术

以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯纤维（包括聚酯长丝和聚酯短纤纱线），由于其具有优异的机械强度和耐热性能，因而被广泛地应用于制作服装衣料、汽车内饰、室内装饰等各种服装、产业用途，但是由于聚酯纤维属于可燃品，大大限制了其在要求阻燃的领域的应用。随着人们的消防意识提高，世界各国对阻燃聚酯纤维的研究和应用日益活跃，各种阻燃聚酯纤维产品不断问世。

目前聚酯纤维所采用的阻燃剂大多是含磷阻燃剂，并且现有阻燃纤维的生产技术日益成熟。目前的阻燃聚酯纤维织物大多用于汽车、窗亮等装饰布，对其色彩风格、色牢度的高求也极高。目前市场上的阻燃聚酯纤维，一般来说是磷含量为8000ppm以下的纤维产品，这些阻燃纤维产品能够在保持其熔点的同时达到一定阻燃效果。关于磷含量超过8000ppm的阻燃纤维产品，虽然也有相关的技术介绍，但是由于熔点下降较多等诸多因素，导致收缩率升高，因而使得最终产品在手感上大打折扣。

中国专利申请CN201110073511.2公开了一种阻燃聚酯纤维及其生产方法，其中磷元素含量为5000-7500ppm，DEG含量在2.5wt%以下，由于控制了DEG的含量，所以聚合物熔点在240 度以上，所得阻燃纤维干热收缩率得到比较好的控制，但是其阻燃性能上和磷含量8000ppm以上的阻燃聚酯纤维相比，还存在一定的差距。根据法国阻燃标准M0-M4级，磷含量8000ppm以上阻燃品种要比磷含量8000ppm以下阻燃品种优秀1个级别，其中磷含量8000ppm以下时，阻燃性能为M2，磷含量8000ppm以上时阻燃性能为M1。

日本专利特许平5-245286公开了一种难燃性聚酯纤维，磷元素含量在1000-40000ppm的共聚合聚酯纤维，DEG含量控制在4摩尔%（相当于2.2wt%）以下，该专利通过控制DEG含量来控制熔点，使得熔点不会过于低下，但是一旦磷元素含量超过8000ppm，由于多量磷化合物的共聚合，熔点下降现象依然会比较严重，虽然可以通过熔融纺丝、拉伸或者假捻得到阻燃纤维，但是其收缩率偏高，在加工时容易产生褶皱，得到的织物手感明显变差。

日本专利P2005-370295公开了一种聚酯系纤维构造物，包括了短纤，其中难燃元素含量为1000-50000ppm，还含有硅系化合物，能够在抗滴落中起到效果，但是专利没有规定DEG含量，并且从加工方法不能看出对纤维的收缩有任何抑制效果，当难燃元素含量超过8000ppm时，收缩率过高，导致纤维成品加工时出现折皱等不良现象。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有优良阻燃性能、且具有合适的干热收缩率的阻燃聚酯短纤维、制造方法及得到的短纤纱线、短纤毛毡。

本发明的技术解决方案是：聚酯短纤维中含有如式1所示的含磷化合物单元，且相对于短纤维总量，磷元素含量为8000~12000ppm、二甘醇含量为2.0wt%以下，所述聚酯短纤维在180℃×15分钟干热处理后收缩率为0~10%，

式1：                                                     。

本发明的聚酯短纤维，其成纤聚合物是以二酸及二醇为主要单体、以如式2所示的含磷化合物为第三单体共聚而成的共聚酯，

 式2：     。

共聚酯可以列举的有聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯的共聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的共聚酯，出于成本和用途考虑本发明优选聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚酯。

本发明中因为式2所示的含磷化合物作为第三单体的存在，聚酯短纤维中含有如式1所示的含磷化合物单元，该结构单元存在于聚酯长链中，氧原子可与亚烷基连接，也可与苯基连接，赋予共聚酯短纤维具有良好的阻燃性能。并且相对于短纤维总量，磷元素含量为8000~12000ppm，优选9000~11000ppm。当磷含量低于8000ppm时，聚酯短纤维也具有一定的阻燃性能，但是效果不如磷含量8000ppm以上的纤维制品。本发明通过控制磷元素含量为8000~12000ppm，可以使聚酯短纤维的阻燃性能能够达到法国阻燃标准M1级。另外，如果磷含量超过12000ppm的话，不仅仅是成本会提高，还会使得聚酯熔点下降过大，热收缩率过高，影响最终产品的手感，还会导致最终纤维织物强度的下降。