專利名稱：阻燃聚酯極細(xì)纖維及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了 一種阻燃聚酯纖維及其制造方法。聚;旨纖維(即滌綸)具有強度高，彈性好，抗皺性強，尺寸穩(wěn)定， 耐磨性佳、化學(xué)性能穩(wěn)定，易洗快干，耐熱性和耐氣候性優(yōu)良等性能。 因此，無論用于民用和工業(yè)都深受歡迎，是一種較理想的紡織材料。聚 酯纖維屬于熔融性可燃纖維，隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，在某些特殊的使 用場合，如航空、娛樂場所、家飾裝潢材料或某些特殊行業(yè)所需的防護(hù) 服等方面，則要求達(dá)到一定的阻燃要求，否則將大大提高火災(zāi)的不安全 性。不僅如此，這些聚合物在燃燒或者高溫下還會熔融滴落，因而限制 了他們在有些場合的使用。現(xiàn)有的起毛織物為普通的聚酯長絲制得，由于起毛部分纖度較小， 完全暴露在空氣的情況下，遇到明火及其容易燃燒、而且是短時間內(nèi)大 面積的燃燒。另外，現(xiàn)有的阻燃纖維的單絲纖度較粗，不適合起毛加工。為了使高分子聚合物具有抗燃性，就需要對其進(jìn)行阻燃化。目前對高分子材料進(jìn)行阻燃化大致有兩種方法 一種是共聚阻燃改性，即將阻燃單體與聚合物單體一起共聚；二是添加阻燃劑進(jìn)行共混改性。但現(xiàn)有技術(shù)的阻燃性能仍不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃效果好的阻燃聚酯極細(xì)纖維及生 產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種阻燃聚酯極細(xì)纖維，包括主體聚合物，其特征是在主體聚合 物中含有磷系阻燃劑。主體聚合物為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚 對苯二甲酸丁二醇酯或陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯。由于聚對苯 二甲酸乙二醇酯紡絲方法成熟，成本較低，性能優(yōu)異，優(yōu)選聚對苯二甲 酸乙二醇酯。磷系阻燃劑是2-羧乙基苯磷酸、2-羧乙基甲基磷酸酯或2-羧乙基甲 基磷酸，其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式分別為-<formula>formula see original document page 4</formula>
磷含量為3000-7000ppm， Ti02含量為0. 05-2. 5wt%。 最終所得纖維的單絲纖度《1丹尼爾、極限氧指數(shù)L0I》28劣。一種阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是通過單成分紡絲或 復(fù)合紡絲方法制得。單成分紡絲的具體方法是將含有磷系阻燃劑的聚酯切片進(jìn)入螺桿 擠出機，經(jīng)過螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚 酯熔體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到組件中，經(jīng)預(yù)牽伸、假 捻處理，并進(jìn)一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品。螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285"之間；紡絲箱體溫度設(shè)在260 285t:。 復(fù)合紡絲方法的具體方法是① 以可溶解型聚酯切片為第一原料，進(jìn)入第一螺桿擠出機，經(jīng)過第一螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔體輸送 到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合型的海成分或割纖復(fù)合型的一種成分；② 以含有磷系阻燃劑的聚酯切片為第二原料，進(jìn)入第二螺桿擠出機， 經(jīng)過第二螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔 體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合型的島成分或割纖復(fù)合型的另一種成分；③ 將復(fù)合組件中成型的兩種成份擠出，經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處理，并進(jìn) 一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品，所得成品纖維通過減量處理得到單 絲纖度《1丹尼爾。步驟①中第一螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū) 的加熱溫度設(shè)在250 285t:之間；步驟②中第二螺桿擠出機的熔融擠壓 過程設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285'C之間；紡絲箱 體溫度設(shè)在260 285";紡絲速度控制為1500 4000m/min;假捻加工 的牽伸倍率為l. 5 3. 5，加熱器溫度為130-200°C。本發(fā)明所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維，既可以是通常圓形截面的極細(xì)纖 維，也可以是異形界面的極細(xì)纖維，所述異形界面包括三角形等。極細(xì) 纖維既可以通過單成分紡絲法得到，也可以通過復(fù)合紡絲法得到。不同 截面的纖維可以通過改變噴絲孔的形狀及復(fù)合方法得到。本發(fā)明所述的阻燃聚酯纖維，既可以用常規(guī)的聚酯切片，也可以用 改性切片，如CDP (陽離子可染)、ECDP (常溫常壓陽離子可染)等聚酯 切片，以改善其染色性或者服用舒適性。阻燃極細(xì)纖維中，磷系阻燃劑的P含量為3000-7000ppm， Ti02含量 為0. 05-2. 5wt%。磷系共聚阻燃切片是在聚酯切片生產(chǎn)中加入阻燃劑作單體(含磷系 化合物)，通過共聚方法生產(chǎn)出阻燃切片。磷化物主要是通過固相阻燃，
促使纖維碳化分解，減少可燃?xì)怏w的生成，從而達(dá)到阻燃的目的。本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的可紡性能，物理性能與一般聚酯極細(xì)纖維相 近并具有優(yōu)良的阻燃效果。制得的阻燃聚酯極細(xì)纖維纖度細(xì)、強力大， 并具有良好阻燃性能。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實施例方式實施例l:取聚對苯二甲酸乙二醇酯(或聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲 酸丁二醇酯、陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯)為基體聚合物，加入 阻燃劑2-羧乙基苯磷酸(或2-羧乙基甲基磷酸酯、2-羧乙基甲基磷酸)， P添加量為在制成的含有磷系阻燃劑的聚酯切片中3000 7000ppm (例 3000ppm、 5000pp邁、7000ppm)， Ti02添加量為在制成的含有磷系阻燃劑 的聚酯切片中0.05 2.5討％ (例0.05%、 1.3%、 2.5),制成含有磷系阻 燃劑的聚酯切片；將含有磷系阻燃劑的聚酯切片進(jìn)入螺桿擠出機，經(jīng)過 螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔體輸送到 紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到組件中，經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處理，并進(jìn)一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品。螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段(例3、 4、 5段)加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285t:(例260 。C、 270°C、 285°C)之間；紡絲箱體溫度設(shè)在260 285。C (例260。C、 270°C、 285°C)。紡絲速度為3000m/min，后道DTY倍率為l. 9倍，加熱 器溫度在16(TC。成品單絲纖度《1丹尼爾、極限氧指數(shù)L0I-32.5%。 實施例2:取聚對苯二甲酸乙二醇酯(或聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲 酸丁二醇酯、陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯)為基體聚合物，加入 阻燃劑2-羧乙基苯磷酸(或2-羧乙基甲基磷酸酯、2-羧乙基甲基磷酸)， P添加量為在制成的含有磷系阻燃劑的聚酯切片中3500ppm， Ti02添加量 為在制成的含有磷系阻燃劑的聚酯切片中O. 35wt%，制成含有磷系阻燃 劑的聚酯切片；① 以可溶解型聚酯切片為第一原料，進(jìn)入第一螺桿擠出機，經(jīng)過第 一螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔體輸送 到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合型的海 成分；② 以含有磷系阻燃劑的聚酯切片為第二原料，進(jìn)入第二螺桿擠出機， 經(jīng)過第二螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔 體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合 型的島成分-,③ 將復(fù)合組件中成型的兩種成份擠出，經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處理，并進(jìn)
一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品。步驟①中第一螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段(例3、 4、 5 段)加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在250 285。C (例250。C、 270°C、 285 °C)之間；步驟②中第二螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段(例3、 4、 5段)加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285"(例260。C、 270。C、 285。C)之間；紡絲箱體溫度設(shè)在260 285t:(例26(TC、 270°C、 285°C); 紡絲速度控制為1500 4000m/min (例1500 m/邁in、 3000 m/min、 4000 m/min);加熱器溫度為130-200。C (例130。C、 160°C、 200。C)。后道 DTY倍率為l. 9倍。進(jìn)行減量去除可溶解聚合物后的阻燃聚酯極細(xì)纖維單 絲纖度《1丹尼爾、極限氧指數(shù)LOI-32.1%。 實施例3:取聚對苯二甲酸乙二醇酯(或聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲 酸丁二醇酯、陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯)為基體聚合物，加入 阻燃劑2-羧乙基苯磷酸(或2-羧乙基甲基磷酸酯、2-羧乙基甲基磷酸)， P添加量為在制成的含有磷系阻燃劑的聚酯切片中3500ppm， Ti02添加量 為在制成的含有磷系阻燃劑的聚酯切片中O. 35wt%,制成含有磷系阻燃 劑的聚酯切片；① 以可溶解型聚酯切片為第一原料，進(jìn)入第一螺桿擠出機，經(jīng)過第 一螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔體輸送 到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為割纖復(fù)合型的一 種成分；② 以含有磷系阻燃劑的聚酯切片為第二原料，進(jìn)入第二螺桿擠出機， 經(jīng)過第二螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔 體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為割纖復(fù)合 型的另一種成分；③ 將復(fù)合組件中成型的兩種成份擠出，經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處理，并進(jìn) 一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品。步驟①中第一螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段例3、 4、 5段) 加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在250 285。C (例250。C、 270°C、 285°C) 之間；步驟②中第二螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段例3、 4、 5 段)加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285。C (例26(TC、 270°C、 285 °C)之間；紡絲箱體溫度設(shè)在260 285。C (例26CTC、 270°C、 285°C); 紡絲速度控制為1500 4000m/min (例1500 m/min、 3000 m/min、 4000 邁/min);加熱器溫度為130-200°C (例130。C、 160°C、 200°C)。后道 DTY倍率為l. 9倍。進(jìn)行減量去除可溶解聚合物后的阻燃聚酯極細(xì)纖維單 絲纖度《1丹尼爾、極限氧指數(shù)L0I-31. 8 %。
權(quán)利要求
1、一種阻燃聚酯極細(xì)纖維，包括主體聚合物，其特征是在主體聚合物中含有磷系阻燃劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要il所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維，其特征是主體聚合 物為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁 二醇酯或陽離子改性聚對苯二甲酸乙二醇酯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維，其特征是磷系阻燃劑是2-羧乙基苯磷酸、2-羧乙基甲基磷酸酯或2-羧乙基甲基磷酸，其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式分別為<formula>formula see original document page 2</formula>
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維，其特征是磷含量 為3000-7000pp邁，Ti02含量為0. 05—2. 5wt%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維，其特征是最終所得纖維的單絲纖度《1丹尼爾、極限氧指數(shù)LOI》289L
6、 一種阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是通過單成分紡絲 或復(fù)合紡絲方法制得。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是單成分紡絲的具體方法是將含有磷系阻燃劑的聚酯切片進(jìn)入螺桿擠出機，經(jīng)過螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔 體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到組件中，經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處 理，并進(jìn)一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是-螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在 260 285。C之間；紡絲箱體溫度設(shè)在260 285t:。紡絲速度控制為 1500 4000m/min;假捻加工的牽伸倍率為l. 5 3. 5，加熱器溫度為 130-20(TC。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是-復(fù)合紡絲方法的具體方法是-① 以可溶解型聚酯切片為第一原料，進(jìn)入第一螺桿擠出機，經(jīng)過第一螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔體輸送 到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合型的海成分或割纖復(fù)合型的一種成分；② 以含有磷系阻燃劑的聚酯切片為第二原料，進(jìn)入第二螺桿擠出機， 經(jīng)過第二螺桿擠出機的熔融擠壓成為可紡絲的聚酯熔體，并將該聚酯熔 體輸送到紡絲箱體中，并進(jìn)一步均勻分配到復(fù)合組件中，成為海島復(fù)合 型的島成分或割纖復(fù)合型的另一種成分；③將復(fù)合組件中成型的兩種成份擠出，經(jīng)預(yù)牽伸經(jīng)預(yù)牽伸、假捻處 理，并進(jìn)一步進(jìn)行巻繞、交絡(luò)處理，得成品，所得成品纖維通過減量處 理得到單絲纖度《1丹尼爾。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻燃聚酯極細(xì)纖維的生產(chǎn)方法，其特征是: 步驟①中第一螺桿擠出機的熔融擠壓過程設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在250 285"C之間；步驟②中第二螺桿擠出機的熔融擠壓過程 設(shè)有3 5段加熱區(qū)，各區(qū)的加熱溫度設(shè)在260 285'C之間；紡絲箱體溫 度設(shè)在260 285。C;紡絲速度控制為1500 4000m/min;假捻加工的牽 伸倍率為1.5 3.5，加熱器溫度為130-200°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃聚酯極細(xì)纖維，包括主體聚合物，其特征是在主體聚合物中含有磷系阻燃劑。生產(chǎn)方法包括將形成阻燃極細(xì)纖維主體的聚酯加入磷系阻燃劑，通過單成分或海島、割纖組件進(jìn)行熔融紡絲，制得阻燃極細(xì)纖維原絲，并進(jìn)一步經(jīng)卷繞拉伸、交絡(luò)得到阻燃聚酯極細(xì)長絲，即磷系聚酯阻燃極細(xì)纖維。本發(fā)明所述阻燃絲具有良好的可紡性能，物理性能與一般聚酯極細(xì)纖維相近并具有優(yōu)良的阻燃效果。
文檔編號D01F6/62GK101148786SQ20061009612
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者佐藤正幸, 趙鎖林, 峰 陳 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司