專利名稱：：磷系聚酯阻燃纖維及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種磷系阻燃纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
：聚酯纖維(即滌綸)具有強(qiáng)度高，彈性好，抗鈹性強(qiáng)，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(kuò)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(huì)熔融滴落，因而限制了他們在有些場合的使用。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。在共聚法中有主鏈型方法和支鏈型方法兩種。主鏈型存在以下的問題由于在聚酯主鏈結(jié)構(gòu)中引入了P原子，使得纖維的抗水解能力降低，由于聚合物的高結(jié)晶度，纖維染色性能也降低，而且織成的織物手感也較差等。支鏈型由于把P結(jié)構(gòu)引入到側(cè)鏈上，不影響聚酯主鏈結(jié)構(gòu)，所以染色性能較主鏈性能有所提高。且纖維的物性更接近于普通聚酯纖維。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提出一種阻燃效果好的磷系聚酯阻燃纖維及生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種磷系聚酯阻燃纖維，其特征在于纖維的主體是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；纖維中含有側(cè)鏈磷系阻燃劑，且磷系阻燃劑的P含量為3000-9000ppm，Ti02含量為0.05-2.5wt%。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。由上述纖維制成的織物在染色處理前后其P保持率96%《P保持率《100%,IV(粘度)降0《』IV(粘度降)《0.04dl/g，耐加水分解性在95。C的3wt9&NaOH的溶液中處理30分鐘后，纖維重量損失7%《」wt%《15%。所述的磷系聚酯阻燃纖維，斷裂伸長率為15%-45%，強(qiáng)度為1.8cN/dtex-3.5cN/dtex。一種磷系聚酯阻燃纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟(1)將形成阻燃纖維主體的聚酯加入磷系阻燃劑，進(jìn)行熔融紡絲，并進(jìn)一步經(jīng)巻繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)得到阻燃聚酯長絲，紡絲溫度為260-295°C，巻取速度為2500-3500m/min;(2)將步驟(1)制得的原絲進(jìn)行后加工處理，倍率為1.3-2.5倍，加熱器溫度為130-200°C。本發(fā)明所述的阻燃聚酯纖維，既可以是通常圓形截面的纖維，也可以是異形界面的纖維，所述異形界面包括扁平形、三角形、三葉形等。不同截面的纖維可以通過改變噴絲孔的形狀得到。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。P含量變化表:單位苯基P甲基P側(cè)鏈P中間SET后ppm495450004339染色后藍(lán)ppm460647704238△P中間SET后-染色后ppm348230101p保持率%92.995.497.7側(cè)鏈p加工過程中損失最小。IV(粘度)變化表單位苯基P甲基P側(cè)鏈PIV絲dl/g0.520.5790.59中間SET后dl/g0.5240.6190.598染色后藍(lán)dl/g0.470.560.578△IV中間SET后-染色后dl/g0.0540.0590.02IV保持率%89.790.596.7側(cè)鏈P加工過程中iv變化最小，對絲質(zhì)影響最小。減量速率表:NaOH濃度3%溫度95°C電磁爐處理時(shí)間(min)甲基P側(cè)鏈P苯基P105.23.165.182011.687.2111.713018.7811.6519.654024.3114.7725.49側(cè)鏈P加工過程中耐7jk解性最好，最不易加水分解。從上面三個(gè)表的數(shù)據(jù)可以看出側(cè)鏈P在P保持率，IV(粘度)降，以及耐加水分解性這三點(diǎn)上都比主鏈p型更具優(yōu)勢，生產(chǎn)出來的纖維具有更好的纖維物性和阻燃性能。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。共聚阻燃產(chǎn)品與其他方法(后處理法、共混改性法等)生產(chǎn)的阻燃產(chǎn)品比較，具有耐洗性好、可绱生好、低分子無機(jī)或有機(jī)物少等優(yōu)點(diǎn)。所述的阻燃評價(jià)方法可以采用JIS標(biāo)準(zhǔn)A—l法，D法燃燒A-l法樣品尺寸350*250mm三枚實(shí)驗(yàn)條件炎高45mm加熱時(shí)間60S點(diǎn)火時(shí)間0.IS著火時(shí)間3S實(shí)驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>阻燃級別達(dá)到3級以上的，阻燃效果非常好。本專利涉及的阻燃纖維達(dá)到3級以上。燃燒D法(接炎法)a.去油藥品YS99去油劑(10g/L)YK95親水劑(5g/L)方法加入水、去油劑、親水劑加熱至90攝氏度，加入織物煮20分鐘，撈出，洗凈，烘干b.燃燒實(shí)驗(yàn)樣品尺寸筒編物或織物(幅長10CM，重量為lg)測定結(jié)果品種去油前接炎次數(shù)去油后接炎次數(shù)—-—評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)接炎次數(shù)大于3次的為難燃產(chǎn)品。本專利涉及的阻燃纖維接炎次數(shù)達(dá)到3次以上。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纖維相近并具有優(yōu)良的阻燃效果。制得的阻燃聚酯纖維纖度細(xì)、強(qiáng)力大，并具有阻燃性能及良好的服用性。另外該方法生產(chǎn)成本低，易于操作。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明具體實(shí)施例方式實(shí)施例1: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，加入側(cè)鏈磷阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>P添加量為3500ppm，Ti02添加量為0.35wt%，制成紡絲切片進(jìn)行熔融紡絲，制得阻燃纖維原絲，并進(jìn)一步經(jīng)巻繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)等得到阻燃聚酯長絲，即磷系聚酯阻燃纖維；紡絲時(shí)溫度270°C，紡絲速度為3000m/min，后道DTY倍率為1.9倍，加熱器溫度在160°C，強(qiáng)度3.38cN/dtex，斷裂伸長率27%,P保持率二97.5%，」IV(粘度降)=0.015dl/g;在95。C的3wt%NaOH的溶液中處理30分鐘后，纖維重量損失Jwt9(F7"yo。實(shí)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，加入側(cè)鏈磷阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如下-P添加量為6000ppm，Ti02添加量為1.5wt%，制成紡絲切片進(jìn)行熔融紡絲，，制得阻燃纖維原絲，并進(jìn)一步經(jīng)巻繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)等得到阻燃聚酯長絲，即磷系聚酯阻燃纖維；紡絲時(shí)溫度2S5'C，紡絲速度為2750m/min，后道DTY倍率為1.7倍，加熱器溫度在135°C，強(qiáng)度3.06cN/dtex，斷裂伸長率3(Fo，P保持率^98。/。，ZlIV(粘度降沁O.025dl/g;在95。C的3wt%NaOH的溶液中處理30分鐘后，纖維重量損失」wt9^80/0。實(shí)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，加入側(cè)鏈磷阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如下P添加量為7000ppm，Ti02添加量為0,9wt%,制成紡絲切片進(jìn)行熔融紡絲，使用異型斷面噴絲板，制得異型斷面阻燃纖維原絲，并進(jìn)一步經(jīng)巻繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)等得到阻燃聚酯長絲，即磷系聚酯阻燃纖維；紡絲時(shí)溫度265。C，紡絲速度為3200m/min，后道DTY倍率為2.1倍，加熱器溫度在195"C，強(qiáng)度2.88cN/dtex，斷裂伸長率33%，P保持率=96.8%，」IV(粘度降)=0.006dl/g;在95。C的3wt%NaOH的溶液中處理30分鐘后，纖維重量損失」wtycFl(Fo。權(quán)利要求1.一種磷系聚酯阻燃纖維，其特征在于纖維的主體是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；纖維中含有側(cè)鏈磷系阻燃劑，且磷系阻燃劑的P含量為3000-9000ppm，TiO2含量為0.05-2.5wt％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷系聚酯阻燃纖維，其特征在于由該纖維制成的織物在染色處理前后其P保持率96%《P保持率《100%，IV(粘度)降0《」IV(粘度降)《0.04dl/g，耐加水分解性在95。C的3wty。NaOH的溶液中處理30分鐘后，纖維重量損失7%《Jwt%《15%。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷系聚酯阻燃纖維，其特征在于斷裂伸長率為15%-45%，強(qiáng)度為1.8cN/dtex-3.5cN/dtex。4、一種權(quán)利要求1所述的磷系聚酯阻燃纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟(1)將形成阻燃纖維主體的聚酯加入磷系阻燃劑，進(jìn)行熔融紡絲，并進(jìn)一步經(jīng)巻繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)得到阻燃聚酯長絲，紡絲溫度為260-295°C，巻取速度為2500-3500m/min;(2)將步驟(1)制得的原絲進(jìn)行后加工處理，倍率為1.3-2.5倍，加熱器溫度為130-200°C。全文摘要本發(fā)明公開了一種磷系聚酯阻燃纖維及生產(chǎn)方法，纖維的主體是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；纖維中含有側(cè)鏈磷系阻燃劑，且磷系阻燃劑的P含量為3000-9000ppm，TiO₂含量為0.05-2.5wt％。生產(chǎn)方法包括將形成阻燃纖維主體的聚酯加入磷系阻燃劑，進(jìn)行熔融紡絲，進(jìn)一步經(jīng)卷繞拉伸、網(wǎng)絡(luò)得到阻燃聚酯長絲，再經(jīng)過后加工處理制得阻燃聚酯纖維。本發(fā)明所述阻燃絲具有良好的可紡性能，物理性能與普通聚酯纖維相近并且具有優(yōu)良的阻燃效果。文檔編號(hào)D01F1/02GK101270506SQ20071002074公開日2008年9月24日申請日期2007年3月23日優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日發(fā)明者佐藤正幸,曹海兵,峰陳申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司