阻燃聚酯纖維及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種阻燃聚酯纖維及其制備方法與應(yīng)用。該阻燃聚酯纖維，由芯體和皮層組成；構(gòu)成所述芯體的材料為聚酯材料，構(gòu)成所述皮層的材料為阻燃聚酯材料和聚酯色母粒。上述阻燃聚酯纖維中，所述皮層與芯體的質(zhì)量比為20-50∶80-50；所述皮層中，阻燃聚酯材料和聚酯色母粒的質(zhì)量比為95-99∶5-1。所述芯體中，所述聚酯材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；所述聚酯材料的特性粘度為0.80-1.20dL/g。該阻燃聚酯纖維的生產(chǎn)成本較低，對(duì)環(huán)境無污染，具有較高的纖維強(qiáng)度，很好的阻燃效果及色牢度，適用于制備特種行業(yè)服裝，賓館和娛樂等公共場所用的紡織裝飾品，汽車及航空用紡織品，包裝用紡織品等。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于紡織材料
，涉及一種化學(xué)纖維，尤其涉及一種阻燃聚酯纖維及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
在紡織材料所應(yīng)用的服裝、裝飾品和產(chǎn)業(yè)用制品中，大部分均要求紡織品應(yīng)具有阻燃特性，如兒童服裝、特種行業(yè)服裝，賓館和娛樂等公共場所用的紡織裝飾品，交通運(yùn)輸用紡織品，包裝用紡織品等，因此，阻燃紡織材料具有廣闊的市場應(yīng)用前景和要求。聚酯材料由于具有強(qiáng)度高、耐化學(xué)試劑、耐氣候性好、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能，目前是化學(xué)纖維中生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量最大的纖維品種，也是應(yīng)用面較廣的纖維品種之一。但由于聚酯纖維屬于可燃纖維，限制了聚酯纖維在許多方面的應(yīng)用，因此，人們希望并一直在探索和開發(fā)阻燃聚酯纖維。聚酯纖維的阻燃改性，已有多種專利方法和文獻(xiàn)報(bào)道，從阻燃劑的品種看，主要有磷系和非磷系阻燃劑；從添加方式上看，主要有共聚法和共混法；從纖維制造方法上看，主要有單組分紡絲和復(fù)合組分紡絲。利用上述各種方式獲得阻燃聚酯纖維，或者不適用于原液著色聚酯纖維的阻燃改性，或者所得到的有色聚酯阻燃纖維的強(qiáng)度較低，不適用于生產(chǎn)制備高強(qiáng)度的阻燃織物品種。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種阻燃聚酯纖維及其制備方法與應(yīng)用。本專利技術(shù)提供的阻燃聚酯纖維，由芯體和皮層組成；構(gòu)成所述芯體的材料為聚酯，構(gòu)成所述皮層的材料為阻燃聚酯和聚酯色母粒。上述阻燃聚酯纖維中，所述皮層與芯體的質(zhì)量比為20-50 80-50;具體為 50 50 或 19. 9 80.1 或 30 70 或 19. 9-50 50-80.1 或 30-50 50-70 或19.9-30 70-80.1 ；所述芯體中，所述聚酯具體為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；所述芯體的特性粘度為O. 80-1. 20dL/g，具體為 O. 80dL/g、0. 92dL/g、l. 20dL/g 或O. 80-0. 92dL/g 或 O. 92-1. 20dL/g ；所述皮層中，阻燃聚酯和聚酯色母粒的質(zhì)量比為95-99 5-1，具體為97 3或98 2 或 96. 5 3. 5 或 96. 5-98 2-3. 5 或 96. 5-97 3-3. 5 或 97-98 2-3 ；所述阻燃聚酯為磷系共聚阻燃聚酯或阻燃聚合物；其中，所述磷系共聚阻燃聚酯具體為由質(zhì)量比為39 57 4的聚對(duì)苯二甲酸、乙二醇和2-羧乙基苯磷酸反應(yīng)而得；所述阻燃聚合物具體為由質(zhì)量比為80-95 5-20的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和阻燃劑共混而得；其中，所述阻燃劑具體為磷系阻燃劑，更具體為季戊四醇-螺環(huán)二苯基磷酸酯；其中，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和阻燃劑的質(zhì)量比具體為95 5或80 20或85 15或 80-95 15-20 或 85-95 5-15 或 80-85 15-20 ；所述阻燃聚酯中，磷的質(zhì)量百分含量為O. 3-0. 8 %，具體為O. 3 %或O. 6 %或O.75%或 O. 8%或 O. 6-0. 75% ；所述聚酯色母粒為由染料和/或顏料與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共混，經(jīng)熔融擠出造粒再固相縮聚而得；所述聚酯色母粒的特性粘度為O. 55-0. 65dL/g，具體為O. 55dL/g、0. 61dL/g、O.65dL/g 或 O. 61-0. 65dL/g 或 O. 55-0. 61dL/g ；所述染料和/或顏料在所述聚酯色母粒中的質(zhì)量百分含量不大于35%，具體為30%或 35%或 28%或 28-35%或 28-30%或 30-35%。所述阻燃聚酯纖維的纖維拉伸強(qiáng)度為5. 0-8. OcN/dtex，具體可為7. 5cN/dtex或7.2cN/dtex或7. 5-7. 2cN/dtex ；拉伸強(qiáng)度變異系數(shù)為1. 41-5. 75 %，具體可為3. 33 %或2.48 %或2. 48-3. 33 %;拉伸伸長率為13. 5-25. O %，具體可為14. 3 %或17. 5 %或20. 5 %或14. 3-20. 5%或 17. 5-20. 5% ;變異系數(shù)為 3. 25-7. 50%，具體可為 3. 5%或 4. 5%或 5. 5%或3. 5-5. 5% ;沸水收縮率為3. 5-9. 5%，具體為3. 7%或6. 4或9. 5%或3. 7-9. 5% ;極限氧指數(shù)為 27. 2-30. 3%，具體為 27. 2%、29.5%、29.1%、30.3%或29.5% -30. 3%。該阻燃聚酯纖維的細(xì)度可為345dteX/150f。本專利技術(shù)提供的制備所述阻燃聚酯纖維的方法，包括如下步驟將聚酯紡絲熔體與阻燃聚酯紡絲熔體注入復(fù)合紡絲組件進(jìn)行紡絲，得到所述阻燃聚酯纖維。上述方法所述紡絲步驟中，具體紡絲條件如下計(jì)量泵輸出量為30. 64-49. 08kg/h,紡絲組件的孔數(shù)為150孔,孔直徑為O. 7mm,長度為1. 3mm,側(cè)吹風(fēng)溫度為21°C,風(fēng)速為O.45m/s，風(fēng)濕度為58%，油輪轉(zhuǎn)數(shù)為35r/min，預(yù)拉伸棍的速度為710m/min，溫度為75°C，第一對(duì)拉伸棍的速度為2100m/min，溫度為180°C，第二對(duì)拉伸棍的速度為3150_3300m/min，溫度為215-240°C，第三對(duì)拉伸棍的速度為3150_3300m/min，溫度為215_240°C，第四對(duì)拉伸棍的速度為3000m/min，溫度為155°C，網(wǎng)絡(luò)噴嘴壓力為O. 2Mpa，卷繞速度為2960m/min。其中，所述聚酯紡絲熔體按照包括如下步驟的方法制備而得將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯干燥后與環(huán)氧樹脂和均苯四酸二酐混勻進(jìn)行熔融縮聚而得；環(huán)氧樹脂的用量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯質(zhì)量的3_4%，具體為3% ；所述均苯四酸二酐為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯質(zhì)量的O. 2-0. 35%，具體為O. 2% ；或，所述熔融縮聚步驟中，反應(yīng)裝置為螺桿擠出機(jī)；所述螺桿擠出的溫度依次為250-257 0C、275-280 °C、280-290 °C、285-290 °C、290-295 O，具體為依次為 255 °C、278 °C、285 0C >288 0C 292 °C ;螺桿轉(zhuǎn)速為 90-130 轉(zhuǎn) /min，具體為 98-120 轉(zhuǎn) /min ；所述干燥步驟中，溫度為150_175°C，具體為160°C，時(shí)間為3. 5-5小時(shí)，具體為4小時(shí)；所述阻燃聚酯紡絲熔體按照包括如下步驟的方法制備而得將聚酯色母粒與阻燃聚合物或磷系共聚阻燃聚酯以95-99 5-1的重量比混合，螺桿擠出后得到所述阻燃聚酯紡絲熔體。其中，螺桿擠出的溫度依次為250-260 °C、260-275 °C、270-285 °C、285-290 °C 和290-295°C，具體依次為 255°C、265°C、280°C、288°C和 292°C。所述聚酯色母粒按照包括如下步驟的方法制備將染料和/或顏料與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共混，熔融擠出造粒，再固相縮聚而得；所述染料和/或顏料在聚酯色母粒中的重量百分含量不大于35% ；其中，熔融擠出的溫度依次為245-250 V、250-260 V、255-270 V、270-280 V 和280-290°C，具體依次為 2450C >2500C >2580C >2730C285°C ；所述固相縮聚步驟中，反應(yīng)裝置為反應(yīng)釜；溫度為200_230°C本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種阻燃聚酯纖維，由芯體和皮層組成；構(gòu)成所述芯體的材料為聚酯；構(gòu)成所述皮層的材料為阻燃聚酯和聚酯色母粒。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻燃聚酯纖維，由芯體和皮層組成；構(gòu)成所述芯體的材料為聚酯；構(gòu)成所述皮層的材料為阻燃聚酯和聚酯色母粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:所述皮層與芯體的質(zhì)量比為20-50: 80-50 ;或，所述芯體中，所述聚酯為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；或，所述芯體的特性粘度為0.80-1.20dL/g ;或，所述皮層中，阻燃聚酯和聚酯色母粒的質(zhì)量比為95-99: 5-1;或，所述阻燃聚酯為磷系共聚阻燃聚酯或阻燃聚合物；其中，所述磷系共聚阻燃聚酯具體為由質(zhì)量比為39: 57: 4的聚對(duì)苯二甲酸、乙二醇和2-羧乙基苯磷酸反應(yīng)而得；所述阻燃聚合物具體為由質(zhì)量比為80-95: 5-20的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和阻燃劑共混而得；其中，所述阻燃劑具體為磷系阻燃劑，更具體為季戊四醇-螺環(huán)二苯基磷酸酯；或，所述阻燃聚酯中，磷的質(zhì)量百分含量為0.3-0.8% ;或，所述聚酯色母粒為由染料和/或顏料與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共混，經(jīng)熔融擠出造粒再固相縮聚而得；或，所述聚酯色母粒的特性粘度為0.55-0.65dL/g ;或， 所述染料和/或顏料在所述聚酯色母粒中的質(zhì)量百分含量不大于35%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維，其特征在于:所述阻燃聚酯纖維的纖維拉伸強(qiáng)度為5.0-8.0cN/dtex，拉伸強(qiáng)度變異系數(shù)為1.41-5.75%，拉伸伸長率為13.5-25.0%，變異系數(shù)為3.25-7.50%，沸水收縮率為3.5-9.5%，極限氧指數(shù)為27.2-30.3%。4.一種制備權(quán)利要求1-3任一所述阻燃聚酯纖維的方法，包括如下步驟:將聚酯紡絲熔體與阻燃聚酯紡絲熔體注入復(fù)合紡絲組件進(jìn)行紡絲，得到所述阻燃聚酯纖維。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述紡絲步驟中，紡絲條件如下:計(jì)量泵輸出量為30.64-49.08kg/h，紡絲組件的孔數(shù)為150孔，孔直徑為0.7mm，長度為1.3mm，側(cè)吹風(fēng)溫度為21°C，風(fēng)速為0.45m/s，風(fēng)濕度為58%，油輪轉(zhuǎn)數(shù)為35r/min，預(yù)拉伸棍的速度為710m/min，溫度為75°C，第一對(duì)拉伸棍的速度為2100m/min，溫度為180°C，第二對(duì)拉伸棍的速度為3150-3300m/min，溫度為215_240°C，第三對(duì)拉伸棍的速度為3150-3300m/min，溫度為215-240°C，第四對(duì)拉伸棍的速度為3000m/min，溫度為155°C，網(wǎng)絡(luò)噴嘴壓力為0.2Mpa，卷繞速度為2960m/min。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于:所述聚酯紡絲熔體按照包括如下步驟的方法制備而得:將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯干燥后與環(huán)氧樹脂和均苯四酸二酐混勻進(jìn)行熔融縮聚而得；或，所述阻燃聚酯紡絲熔體按照包括如下步驟的方法制備而得:將聚酯色母粒與阻燃聚合物或磷系共聚阻燃聚酯以95-99: 5-1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：來侃，張建春，張華，劉雪強(qiáng)，馬天，馮新星，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所，
類型：發(fā)明
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