[发明专利]一种抗热氧降解功能型无锑聚酯纤维的制造方法

说明书

本发明涉及一种抗热氧降解功能型无锑聚酯纤维的制造方法，将磷酸酯改性抗热氧降解功能纳米粉体引入到无锑聚酯中制得功能无锑聚酯后，将其作为部分或全部原料进行纺丝制得抗热氧降解功能型无锑聚酯纤维；磷酸酯改性抗热氧降解功能纳米粉体为表面沉积或包覆具有抗热氧降解功能的磷酸酯类小分子的无机粉体，磷酸酯类小分子与无机粉体之间通过范德华力、氢键或共价键结合，磷酸酯类小分子为分子量在500Da以下的磷酸酯类分子；相对于对比样，功能无锑聚酯的起始分解温度提高14～15℃，最大热失重温度提高10～12℃。本发明的方法制得的功能型无锑聚酯纤维具有强度好、耐洗涤的优点，又兼有普通合成纤维优异的加工性能和使用性能，且无对人体有害的重金属锑，适用范围广。

技术领域

本发明属于功能聚酯纤维技术领域，涉及一种抗热氧降解功能型无锑聚酯纤维的制造方法。

背景技术

聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的，中国的商品名为涤纶。是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维是一种比较理想的纺织原料，因纤维大分子链的刚性较大，弹性模量高，纤维不易变形，其加工的织物洗后不皱，可以不熨烫、坚牢挺刮、易洗易干。还有良好的耐热、耐晒和耐磨性，能在-70℃至170℃内使用，在服饰、家纺和产业用方面，聚酯纤维有着广泛的用途。但在性能和功能上还不能满足人们的要求。

目前，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的工业化生产，广泛使用锑的化合物作为催化剂进行合成。锑系催化剂工艺成熟，价格低廉，但重金属锑在聚合物中有残留以及对下游印染过程会造成污染。目前钛系催化剂生产的PET工艺趋于稳定和成熟，但是纺丝工艺的加工热历程长且加工温度较高(270～295℃)，受到热和剪切作用，极易造成钛系催化剂基PET热降解和热氧化剂降解，导致PET的特性黏数和黏弹性降低，端羧基含量增加，大量低分子量醛类生成等。为了避免纺丝过程中PET的热氧降解，进一步提高PET的熔体黏弹性，改善其纺丝性能，可以在加工过程中添加抗氧剂和热稳定剂。中国专利CN101545152A报道了一种适宜于户外使用的耐老化高强度尼龙长丝及其制备方法，通过添加亚磷酸酯等作为抗热氧降解材料，但是小分子的亚磷酸酯在高温高压的高分子体系中不易稳定存在，易迁移，分散不均，影响复合材料的抗热氧性能的稳定性。

纳米材料是指分散相尺度在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围，具有优良的特殊效应，其比表面积大，与聚合物间的作用点多，并具有宏观量子隧道效应，改性效果好。在高分子纤维材料中加入少量纳米材料便能获得良好功能效果，还可获得增强又增韧。中国专利CN18004514A报道了一种抗菌PET纤维及其制备方法，通过加入纳米氧化锌的方式赋予聚酯基体抗菌功能，但只是赋予聚酯纤维一种单一的抗菌功能，而且无机材料在高分子材料中的分散性具有较大挑战；中国专利CN112281225A报道了一种抗紫外线阻燃涤纶长丝的制备方法，将纳米二氧化钛、二氧化硅和三氧化二锑通过母粒添加方式制备具有抗紫外线功能和阻燃功能复合的涤纶长丝。

因此，研究一种抗热氧性能稳定性好且功能纳米材料分散性好的无锑聚酯纤维具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种抗热氧降解功能型无锑聚酯纤维的制造方法。具体地，本发明利用磷酸酯类小分子的亲水端磷酸根可以与金属离子形成难溶盐，沉积或包覆于无机粉体表面的特性，将磷酸酯类小分子与无机粉体锚定在一起，实现了对无机粉体的修饰，由于与无机粉体结合因而磷酸酯类小分子不易迁移，由于与磷酸酯类小分子结合因而无机粉体能较好的分散在高分子基体内，再以环保无锑聚酯为基体，以修饰后的无机粉体为添加剂，制备了既具有抗热氧降解又具备纳米材料功能的新一代无锑功能聚酯纤维复合材料，同时解决了两方面的难题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：