[发明专利]一种聚酯短纤及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯短纤及其制备方法，该聚酯短纤制备方法包括：在反应容器中加入PTA、EG乙二醇、勃姆石，通过聚酯反应，反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥，得到阻燃纤维用聚酯；将阻燃纤维用聚酯与有光聚酯进行共混后，进过处理，得到聚酯短纤产品。本发明的聚酯短纤不仅制备工艺简单方便，同时产量高，生产成本低，制备的得到聚酯短纤，相比常规聚酯薄膜，相比常规有光缝纫线纤维，新型聚酯短纤的常规性能相当，极限氧指数可由21.0提高至26.5以上，具有显著的阻燃效果，勃姆石高温分解产物为水蒸气，对于环境无害。本发明采用原位法生产新型聚酯短纤，具有一定的经济前景和应用前景。

技术领域

本发明属于高分子化工技术领域，具体涉及一种聚酯短纤及其制备方法。

现有技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(涤纶)综合性能优异，具有耐磨性好、强度高、弹性好、抗皱性强等优点，广泛应用于工业及民用领域，但聚酯纤维具有易集聚静电、易吸尘、易燃的特点，限制了聚酯纤维的进一步应用，尤其是极限氧指数只有21％左右，燃烧时产生的熔滴具有安全隐患并且容易引起二次火灾。

目前现有技术改进BOPET阻燃主要可通过四种途径：(1)采用原位聚合方式，在聚酯聚合反应过程中加入阻燃剂，原位法阻燃聚酯能够达到长久的阻燃效果，其技术关键点在于寻找合适的阻燃剂，常见的CEPPA、DDP等磷系阻燃剂添加量较高，导致缩聚时间长、产品结晶慢等问题；无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝等易高温分解，导致聚合反应变慢、产品色相变差。(2)采用熔融共混法制备含有阻燃剂的聚酯母粒，如中国专利201210103282.9、201310006948.3、 201310131558.9、201310243974.8、201410291151.7等专利分别采用磷系阻燃剂、含氮膨胀型阻燃剂等制备了共混法阻燃母粒，但熔融共混法的分散均匀性难以保证，且聚酯经熔融挤出后会对其特性粘度、端羧基、色值等指标生产影响。(3) 纺丝过程中采用皮芯型复合材料纺丝，此种方式对于喷丝板的设计要求较高，对于纺丝质量也不能保证均匀稳定。(4)纤维后整理阶段在织物表明涂覆一层阻燃聚酯进行改性，但阻燃剂往往容易渗出或后道处理热分解，产品性能不稳定。从以上四种阻燃纤维的生产方式来看，制备一种既能够阻燃、又不影响纤维性能的原位聚合聚酯，对于拓展聚酯纤维的使用领域具有十分重要的经济意义和社会意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种聚酯短纤及其制备方法，为克服聚酯纤维阻燃效果差、现有阻燃剂存在高温分解产生有毒物质、共混法阻燃聚酯分散不均匀等技术问题，本发明通过原位法制备纤维阻燃聚酯的方法，通过在原位聚合过程中添加勃姆石制备新型聚酯短纤，在其他性能与有光缝纫线纤维相当的前提下，达到提高阻燃性能、高温无有害产物等效果。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种聚酯短纤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在反应容器中加入对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、催化剂、勃姆石，进行酯化反应、缩聚反应(在PTA法原位聚合制备PET过程中酯化反应、缩聚反应)，反应完毕经熔体泵挤出、切粒、干燥，得到阻燃纤维用聚酯；

(2)将阻燃纤维用聚酯与有光聚酯进行共混后进过常规的聚酯纤维加工，包括经预结晶、干燥、熔融挤出、纺丝成型、环吹、集束处理、水浴、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断打包等程序，得到聚酯短纤产品；或者阻燃纤维用聚酯直接经预结晶、干燥、熔融挤出、纺丝成型、环吹、集束处理、水浴、蒸汽牵伸、紧张热定型、上油、叠丝、卷曲、松弛热定型、切断打包得到聚酯短纤产品。

作为优选，步骤(1)所述勃姆石的平均粒径为0.20μm～2μm，勃姆石粒径过小难以在均匀分散在聚酯基体中，从而在后道引起疵点、断头等现象；粒径过大则纺丝过程中的经过喷丝孔时造成成型不畅。

进一步地，步骤(1)所述阻燃聚酯中勃姆石质量分数为0.3％～5％。