[发明专利]一种阻燃涤纶工业丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阻燃涤纶工业丝及其制备方法，先利用含羟基的多孔粉体材料、含可反应酸性羟基的阻燃单体和二元醇制备负载型阻燃剂，再将其分散在特性粘度≥0.85dL/g的高粘聚酯中后进行熔融纺丝制得阻燃涤纶工业丝；制得的阻燃涤纶工业丝主要由涤纶工业丝以及分散在其中的负载型阻燃剂组成，负载型阻燃剂主要由多孔粉体材料和阻燃剂组成，阻燃剂分散在多孔粉体材料的孔内和表面，与多孔粉体材料之间通过物理吸附作用和化学键力作用结合，阻燃剂主要为含可反应酸性羟基的阻燃单体与二元醇的缩聚反应产物。本发明的方法简单易行，有效减少了阻燃剂迁移现象的发生，制得的阻燃涤纶工业丝机械性能较好，阻燃效果优异。

技术领域

本发明属于工业丝技术领域，涉及一种阻燃涤纶工业丝及其制备方法。

背景技术

聚酯工业丝具有强度高、尺寸稳定性好等优点，广泛应用于轮胎帘线、安全气囊、安全带、过滤布、灯箱布、蓬盖布、绳索、土工格栅等产业领域。但是由于聚酯本身不具阻燃性，其氧指数只有20左右，纤维制品属易燃级别，随着聚酯工业丝应用领域的拓展，对其阻燃产品的需求日益增加。

目前涤纶工业丝阻燃技术主要有共聚阻燃、涂覆整理阻燃、共混阻燃三种。其中共聚阻燃法是指，在熔融缩聚时，通过共聚反应引入反应型阻燃剂，制备基础切片，然后经固相缩聚反应进一步提高分子量制备高粘共聚酯后熔融纺丝制备阻燃涤纶工业丝。关于共聚制备阻燃涤纶工业丝，研究人员进行了较多探索，例如，专利CN201110076163.4公开了一种磷系共聚阻燃涤纶高强工业丝的生产方法，经熔融共聚制备低粘阻燃共聚酯再经固相缩聚提高分子量后熔融纺丝，制备高强阻燃工业丝；专利CN201410240063.4公开了一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片及其工业丝的生产方法，酯废料热融后形成泡泡料后经干燥、螺杆熔融形成再生聚酯熔体，再生聚酯熔体中添加阻燃调制剂和催化剂后进行均化聚合反应，经熔体过滤切粒获得阻燃再生聚酯切片，将该切片经固相聚合增粘后纺丝、牵伸热定型后即得成品；专利CN201811614100.8公开了涤纶阻燃帆布及其制备方法，使用带三甲硅基侧基的二元醇和2-羧乙基苯基次磷酸阻燃剂共聚制备改性聚酯，经固相缩聚，纺丝制备阻燃工业丝；专利CN200710045373.0、CN200710045377.9、CN200710045378.3公开了制工业丝用的阻燃聚酯的制备方法，以反应型磷系阻燃剂为共聚单体在缩聚过程中不同阶段进行添加共缩聚，并添加蒙脱土作为成核剂制备阻燃聚酯。虽然对于共聚阻燃制品最大优势在于阻燃耐久性优良但是其也存在较多严重缺陷，首先整个生产过程中，其工艺与常规聚酯差异巨大，需要对整个系统进行较大改变，实施困难，另外，阻燃剂添加量越高，其聚合越困难，且共聚酯结晶性能恶化，所以其制品的难以高阻燃性也是其不可忽略的缺点。

涂覆整理阻燃技术是指在上油或者后牵伸工段，在纤维表面涂覆阻燃树脂，这种方法在生产中有较多应用，专利CN200820300670.5公开了一种阻燃型涤纶工业长丝，在纺丝上油步骤中在纤维表面涂覆阻燃层；专利CN200810301416.1公开了一种阻燃型涤纶工业长丝及其生产工艺，在牵伸热辊与定型热辊之间涂覆阻燃剂实现阻燃功能；专利CN201510734037.1公开了一种用于轮船缆绳的高阻燃性工业长丝，通过助剂中添加的四苯基卟啉和石灰粉能增加助剂的阻燃性，通过上油系统涂覆在纤维表面；专利CN201120034188.3公开了一种具有阻燃功能的涤纶工业长丝，通过改变束丝外层纤维形状增加表面积后涂覆阻燃层制备。虽然涂覆整理方法简单易行，但是存在诸多缺点，例如在上油或者后牵伸将阻燃树脂涂覆于纤维表面，会导致高温牵伸定型时，阻燃树脂粘棍，生产不畅，另外阻燃树脂溶液限于粘度要求，其阻燃剂浓度有限，且仅仅表面形成包覆膜，纤维有效阻燃成分含量较低，制品阻燃效果有限，再者，涤纶本身惰性，表面反应基团有限，所形成的表面涂膜牢度较差。