[发明专利]一种功能母粒及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种功能母粒及其制备方法和应用，将含酯化产物与功能预聚物的混合物进行缩聚反应制得功能母粒；酯化产物由二元酸和二元醇经酯化反应制得，酯化产物的端基为羟基；功能预聚物的制备过程为：先将摩尔比为1:1.05~1.20的含磷阻燃剂和羟基封端聚硅氧烷进行酯化反应至酯化率为95~99%，再引入聚碳化二亚胺进一步反应制得功能预聚物，其中，含磷阻燃剂含有两个端羧基；制得的功能母粒的数均分子量较高；将功能母粒与聚酯共混后熔融纺丝制得聚酯纤维，聚酯纤维经过高温高压染色后力学强度保持率在95%以上；本发明的制备方法，方法简单；本发明的功能母粒，具有良好的结晶性能。

技术领域

本发明属于聚酯技术领域，涉及一种功能母粒及其制备方法和应用，具体是涉及一种高强聚酯纤维用阻燃功能母粒及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维是纺织基础原材料，其中以PET聚酯纤维为代表的品种。但是常规聚酯纤维极限氧指数为20%，属于易燃材料，在燃烧过程还会释放出大量的热以及形成熔滴造成人类伤害。而且作为纺织品原料，对其力学性能也具有较高的要求，因此，聚酯纤维在纺织品诸多应用领域中，常常要兼顾到其力学性能和阻燃性能。

目前为了实现聚酯纤维及制品具有较好的力学性能和阻燃性能，主要形成了包括聚合改性（如专利申请CN110528109A、专利CN102199807B等）、共混改性（如专利申请CN105177754A）以及混纺（如专利申请CN 110359152A）、涂覆后整理（如专利CN 105178011B）等技术手段。但是通过分析，混纺技术并未改变聚酯纤维原有易燃的属性，而涂覆后整理方法存在易发生脱落等问题，对于通过共聚或者共混的方法研制的聚酯纤维虽然具有较好的阻燃性，但是现有资料中并未对所研制的阻燃聚酯纤维及制品在后加工过程中尤其是在后道碱减量过程中性能变化进行说明。

本领域技术人员也相应开展了阻燃聚酯纤维在碱减量中的性能变化，在进行碱减量处理时，阻燃聚酯织物与普通聚酯织物进行比较可以看出，碱用量、处理时间、促进剂的用量对阻燃聚酯织物减量率的影响较普通聚酯织物大得多，织物强度显著下降。

针对量大面广的聚酯纤维，如果有效地实现在提升其阻燃性的同时避免因后加工过程造成的性能下降是目前研究迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中通过共聚或者共混的方法制备的阻燃聚酯纤维在后加工（包括碱减量及染整）过程中力学下降明显的问题，提供一种功能母粒及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种功能母粒的制备方法，将含酯化产物与功能预聚物的混合物进行缩聚反应制得功能母粒；

酯化产物由二元酸和二元醇经酯化反应制得，酯化产物的端基为羟基；

功能预聚物的制备过程为：先将摩尔比为1:1.05~1.20的含磷阻燃剂和羟基封端聚硅氧烷进行酯化反应至酯化率为95~99%，再引入聚碳化二亚胺进一步反应制得功能预聚物，其中，含磷阻燃剂含有两个端羧基，其中，羟基封端聚硅氧烷与含磷阻燃剂的摩尔比为1.05~1.20:1保证了二者反应形成的预聚物是以羟基封端的，该反应可以将含磷阻燃剂中的羧基基本反应掉，使羧基的含量极其低，含磷阻燃剂中残余的羧基与后续引入的聚碳化二亚胺进一步反应，由于含磷阻燃剂和羟基封端聚硅氧烷酯化反应的酯化率为95~99%，因此聚碳化二亚胺相对于残余的羧基是过量的，未与羧基反应的聚碳化二亚胺可在后加工过程中与聚酯在水解过程中生成的羧基进行反应生成稳定的酰脲，从而抑制水解的进行，提供聚酯一定的耐水解性；

由于功能预聚物是以羟基封端的，在其与二元醇封端的酯化产物混合后，两者可以进行酯交换反应（缩聚反应的本质上是酯交换反应，是两者物质端羟基部分发生酯交换反应，脱出小分子实现分子量增加），从而制得功能母粒。

作为优选的技术方案：