[发明专利]一种皮芯纺阻燃抗熔滴纤维及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃纤维及其制备领域，具体涉及一种皮芯纺阻燃抗熔滴纤维及其制备方法与应用。

背景技术

聚酯纤维在各种合成纤维中发展最快、产量最高、应用面最广，广泛应用于服装、室内装饰等领域，然而聚酯纤维属于可燃性纤维，且燃烧时易产生熔滴，其极限氧指数(LOI)只有21左右，在一些要求阻燃及抗熔滴的特殊领域达不到要求，尤其在合成类纤维广泛应用的现在，防火阻燃愈加引起人们的重视，作为应用范围最广、应用量最大的聚酯纤维的阻燃抗熔滴问题一直是目前研究的热点。

共聚磷系阻燃剂类阻燃聚酯越来越受到人们的重视，然而大部分此类阻燃共聚酯有着严重的熔融滴落现象，目前抗熔滴的研究大多采用添加抗滴落剂与聚酯进行共混纺丝，然而抗滴落剂与聚酯的两相界面难融合，分散困难，导致很难纺丝。而且有时需要添加较多的抗滴落剂，造成纤维强力损伤太大。也有专利报道了利用皮芯纺的方式进行抗熔滴改性，发明专利(200810111775.0)报道了一种皮层为聚苯硫醚、芯层为阻燃聚酯的皮芯复合纺纤维，但是聚苯硫醚脆性大、韧性差，不适合作为纤维材料。

除利用共混抗滴落剂实现抗熔滴效果外，目前又有诸多专利报道了利用电子束辐照接枝改善聚酯抗熔滴性。发明专利(200710119624.5)报道了先利用电子束辐照接枝单体再利用交联剂交联的方法改善聚酯纤维或织物，然而交联剂主要在纤维或织物表面发生交联反应，导致纤维或织物手感较差。发明专利(200610013529.2)报道了利用辐照接枝的方法在纤维表面接枝含有羧基基团的化合物改善涤纶、丙纶的抗熔滴性，但是对于阻燃性未做具体报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种皮芯纺阻燃抗熔滴纤维及其制备方法。

本发明所提供的皮芯纺阻燃抗熔滴纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)将纳米阻燃颗粒和聚酯单体于有机溶剂中进行反应，得到纳米阻燃聚酯；

2)将纳米阻燃聚酯与含磷阻燃聚酯进行皮芯纺丝，得到皮芯纺阻燃纤维；

3)将皮芯纺阻燃纤维浸轧于物质A的水溶液中进行浸轧处理，然后对浸轧处理后的所述皮芯纺阻燃纤维进行电子束辐照接枝交联反应，得到所述皮芯纺阻燃抗熔滴纤维，其中，所述物质A为含有不饱和键或两个官能团的化合物和/或含有三个以上官能团的化合物。

上述制备方法中，步骤1)中，所述纳米阻燃颗粒具体可为氢氧化镁纳米颗粒和/或氢氧化铝纳米颗粒，所述纳米阻燃颗粒的粒径小于80nm，购自北京化工大学。

所述聚酯单体为二酸和/或二醇类化合物，所述二酸类化合物具体可选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和癸二酸中的至少一种，所述二醇类化合物具体可选自乙二醇、丁二醇和己二醇中的至少一种。

所述有机溶剂为乙二醇。

所述纳米阻燃聚酯具体可按如下步骤制备：(1)在反应釜中，保持反应釜内压力为2Mpa～2.5Mpa，将纳米阻燃颗粒分散于有机溶剂(如：乙二醇)中，然后，加入聚酯单体，于220～240℃下酯化反应1.5-2.5h(具体可为2h)；(2)酯化反应结束后，将温度升至250～260℃，蒸出多余有机溶剂(如：乙二醇)；(3)再将反应釜内抽至真空，温度升至270～280℃，反应2-3h(具体可为2h)，出料、冷却切粒，得到纳米阻燃聚酯母粒。

所述纳米阻燃聚酯中纳米阻燃颗粒的质量含量为0.5％～5％。

所述纳米阻燃聚酯的特性黏度为0.55～0.65dL/g。

上述制备方法中，步骤2)中，所述含磷阻燃聚酯为含磷阻燃聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，购自四川东材科技集团股份有限公司。

所述含磷阻燃聚酯的含磷量为10000～12000ppm，特性黏度为0.60～0.75dL/g。

所述皮芯纺丝的纺丝温度为250～260℃。

所述皮芯纺阻燃纤维的皮层为纳米阻燃聚酯，芯层为含磷阻燃聚酯，其中，所述皮层的厚度为所述皮芯纺阻燃纤维直径的5％-15％。

所述皮芯纺阻燃纤维的极限氧指数为30～35。

上述制备方法中，步骤3)中，所述物质A的水溶液中物质A的质量百分浓度可为1％～10％。

所述含有不饱和键或两个官能团的化合物具体可选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、马来酸、衣康酸、丙烯酸钠、乙二酸、乙二胺、乙二醛、乙二醇、N-二甲基磷酸甲基丙烯酸胺、丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。

所述含有三个以上官能团的化合物具体可选自丙三醇、季戊四醇、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、一缩二丙二醇、木糖醇和山梨醇中的至少一种。