[发明专利]一种阻燃剂、阻燃合成纤维及其制造方法

说明书

本发明提供了一种阻燃剂、阻燃合成纤维及其制造方法，属于合成纤维制造技术领域，一种阻燃剂，所述阻燃剂由硫酸钙晶须和硫酸镁晶须通过微胶囊处理方法制得；一种含所述的阻燃剂的合成纤维涤纶及其制造方法；一种含所述的阻燃剂的合成纤维丙纶及其制造方法；硫酸镁晶须的存在一方面能提高产生裂纹的应力值，另一方面能加速能量的逸散并抑制裂纹的延伸，从而提高合成纤维的拉伸强度；在熔体中加入硫酸钙晶须后，与硫酸镁晶须一起作用，由于二者的长度及直径有很大的区别，硫酸钙晶须填充了硫酸镁晶须的之间的空隙，且均为无机物并与微米级的形式分布，在微胶囊内分散性好，不易团聚，使合成纤维的机械强度、耐热性、阻燃性及稳定性极好。

方法领域

本发明涉及合成纤维制造技术领域，具体是一种阻燃剂、阻燃合成纤维及其制造方法。

背景方法

涤纶是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，是当前合成纤维的第一大品牌。因纤维大分子链的刚性较大，弹性模量高，纤维不易变形，其织物洗后不皱，可以不熨烫、坚牢挺刮，易洗易干，还有良好的耐热、耐寒、耐晒和耐磨性，是一种比较理想的纺织原料，涤纶广泛用于服饰、装饰、家纺、建筑和工业领域。

涤纶的基础原料是石油，涤纶的极限氧指数只有21左右，属于熔融性易燃烧纤维。由此涤纶给人类提供丰富多彩物质条件的同时，也给人类埋伏了很多的火灾隐患。更为严重的是涤纶制品在燃烧或高温下会发生熔融滴落，引起烫伤和火种迁移引发的更大火灾。

丙纶是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维，丙纶于1957年正式开始工业化生产，是合成纤维中的后起之秀，由于丙纶具有生产工艺简单，产品价廉，强度高，相对密度轻等优点，当前丙纶已是合成纤维的第四大品种，是常见化学纤维中最轻的纤维。丙纶的生产包括短纤维、长丝和裂膜纤维等，丙纶膜纤维是将聚丙烯先制成薄膜，然后对薄膜进行拉伸，使它分裂成原纤结成的网状而制得的。聚丙烯纤维对紫外线很敏感，易老化，耐燃性差。

近几十年来，阻燃纤维的研究和应用开发日益活跃，各种阻燃纤维品种不断问世，阻燃剂按化学成分可以分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类。有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。

用于纤维阻燃改性的有机阻燃剂主要是含卤素和含磷的阻燃剂。含卤素，特别是含氯、溴的阻燃剂虽然较为有效且应用广泛，但在燃烧时易释放有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体，尤其是常与协同剂锑氧化物配合使用时，其材料燃烧还会释放大量的烟雾，这些都会对人的生命安全造成一定威胁，除此之外，氧化锑本身属非熔物质，在纺丝过程中易堵塞挤丝或喷丝的板孔，从而使换板周期缩短，降低生产效率。在生产中，这类阻燃剂首先混合到聚酯切片中，再按通常的纺丝工艺生产纤维，生产工序受到影响，也影响了纺丝纤维的性能。从而也使含卤阻燃剂的应用受到限制。

无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝与氢氧化镁因分解吸热量大，并产生H₂O可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。其阻燃机理如下：是在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化物附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。其中氢氧化铝与氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，特别是活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种非常优秀的的环保型无机阻燃剂。但是其最大的缺点是阻燃效率低，填充量大(填充量一般为40-60wt％)，与高分子材料相容性差、难分散，导致材料的力学性能、电学性能和加工性能严重下降。

发明内容