一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于滌綸絲的制備方法領(lǐng)域，特別涉及一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滌綸纖維是各種合成纖維中發(fā)展最快、產(chǎn)量最高、用量最大的纖維，是當(dāng)前合成纖維的第一大品種。它性能優(yōu)良、價(jià)格低廉，在國防、工業(yè)用布和民用服裝等方面發(fā)揮了很大的用處。特別是在纖維領(lǐng)域，縮聚所制得的聚酯切片通過熔融紡絲制成滌綸纖維，這種纖維具有較高的斷裂強(qiáng)度和彈性模量，回彈性適中，耐光、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良特性，因此從滌綸纖維問世以來便獲得了快速的發(fā)展。
[0003]滌綸纖維屬于熔融型可燃纖維，其極限氧指數(shù)只有22%左右，不能滿足一些領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅艿囊螅瑢?duì)其進(jìn)行阻燃研究顯得尤為重要。纖維的阻燃可使織物在火焰中的可燃性降低，火焰蔓延速度減慢，火焰移去后，織物能很快自熄不會(huì)復(fù)燃，阻止了火災(zāi)或危機(jī)人生命安全的情況發(fā)生。
[0004]滌綸分子中缺乏親水基團(tuán)，滌綸吸濕性很差，易起球，產(chǎn)生靜電。在相對(duì)濕度65%，溫度25°C的環(huán)境中，體積電阻系數(shù)高達(dá)10~16Q*cm。像煤井這種低濕、粉塵多等場合，更容易積聚電荷，引發(fā)爆炸等安全隱患。與棉、麻和真絲等天然面料相比，滌綸的靜電問題嚴(yán)重影響其工業(yè)發(fā)展。因此，消除滌綸的靜電，并賦予其阻燃性能，已成為急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法，該方法制備得到的滌綸長絲強(qiáng)度高達(dá)9-12CN/dtex，纖維氧指數(shù)達(dá)到35.9以上，滿足了現(xiàn)代化工業(yè)對(duì)滌綸長絲的使用要求，應(yīng)用于煤礦井下。
[0006]本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法，包括:
[0007](I)將對(duì)苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到雙螺桿設(shè)備的前部加料口共聚，得到PET ;其中，EG與PTA的摩爾比為1.1?1.2:1 ;
[0008](2)在雙螺桿設(shè)備中部加料口，加入阻燃劑和抗靜電劑，與PET共混，高溫剪切，得到紡絲熔體；其中，雙螺桿中溫度為280-310°C，壓力為20-30MPa ;阻燃劑的用量為PTA和EG總量的2-8wt%，抗靜電劑的用量為PTA和EG總量的l_3wt% ；
[0009](3)將步驟⑵中得到的紡絲熔體擠入紡絲組件中，在恒溫恒濕的環(huán)境中環(huán)吹風(fēng)，冷卻，得到初生纖維；其中，環(huán)吹風(fēng)的溫度為20-30°C，風(fēng)速為l-3m/s，導(dǎo)絲輥速度為800_1500m/min ；
[0010](4)將步驟(3)中的初生纖維經(jīng)過180-200°C的熱油一級(jí)牽伸和沸水二級(jí)牽伸，熱定型，洗滌，干燥，卷繞，得到高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。
[0011]所述步驟(I)中共聚為直接酯化法，反應(yīng)溫度為225-250°C，壓力為4-5kg/cm2，采用連續(xù)式熱隊(duì)保護(hù)法。
[0012]所述步驟(2)中阻燃劑為聚磷酸胺、五氧化二銻或者聚氯乙烯。
[0013]所述步驟(2)中抗靜電劑為聚苯胺、殼聚糖或者聚甲基丙烯酰胺。
[0014]所述步驟(I)和步驟(2)中雙螺桿長徑比為42?64，螺桿轉(zhuǎn)速為100?200rpm。
[0015]所述步驟(3)中恒溫恒濕的環(huán)境溫度為23±2°C，濕度為60±3%。
[0016]所述步驟(3)中紡絲組件的噴絲板規(guī)格為500-3000孔，孔徑為0.1-0.4mm。
[0017]所述步驟(4)中熱油一級(jí)牽伸的牽伸棍速度為2000-4000m/min，沸水二級(jí)牽伸的牽伸棍速度為3000-6000m/min，二級(jí)牽伸后的牽伸比為6_10倍。
[0018]所述步驟(4)中熱定型為80-100°C的熱空氣定型。
[0019]所述步驟(4)中高強(qiáng)阻燃滌綸長絲應(yīng)用于煤礦工人的衣物面料，頭盔的增強(qiáng)材料，煤礦用輸送帶等。
[0020]有益效果
[0021](I)本發(fā)明的制備方法采用了三段式后處理法對(duì)纖維進(jìn)行熱拉伸，使得纖維的強(qiáng)度有了極大的提高，得到的滌綸長絲強(qiáng)度高達(dá)9-12CN/dtex，纖維氧指數(shù)達(dá)到35.9以上；應(yīng)用于煤礦井下；
[0022](2)本發(fā)明的制備方法使用的設(shè)備簡單、操作方便、價(jià)格低廉，為滌綸工業(yè)技術(shù)革命提供了保障；
[0023](3)本發(fā)明的制備方法得到的滌綸用作煤礦工人的衣物面料，頭盔的增強(qiáng)材料，煤礦用輸送帶等，耐磨堅(jiān)實(shí)，阻燃抗靜電，為礦井工人的生命安全提供了保障，具有特別重要的意義。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]將EG和PTA按摩爾比1.1:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度225°C，螺桿內(nèi)壓力為4kg/cm2，螺桿長徑比為42，采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量為PTA和EG總量的2wt%，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的lwt%。雙螺桿內(nèi)溫度為280°C，壓力為20MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min。
[0027]得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為500孔，孔徑為0.4mm，紡絲室的溫度為23±2°C，濕度為60±3%。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為20°C，風(fēng)速為lm/s。導(dǎo)絲棍速度為800m/min。將初生纖維經(jīng)過180°C的熱油中進(jìn)行一級(jí)牽伸，牽伸棍速度為2000m/min ;再將滌纟侖纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級(jí)牽伸，牽伸棍速度為3000m/min，總牽伸比為6倍。再經(jīng)過80°C的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為9CN/dtex、極限氧指數(shù)為35.9%的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。
[0028]實(shí)施例2
[0029]將EG和PTA按摩爾比1.1:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度230°C，螺桿內(nèi)壓力為4kg/cm2，螺桿長徑比為50，采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量為PTA和EG總量的7wt%，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的lwt%。雙螺桿內(nèi)溫度為280°C，壓力為20MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min。
[0030]得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為1000孔，孔徑為0.4mm，紡絲室的溫度為23 ± 2 °C，濕度為60 ± 3 %。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為20 V，風(fēng)速為lm/s。導(dǎo)絲棍速度為1000m/min。將初生纖維經(jīng)過180°C的熱油中進(jìn)行一級(jí)牽伸，牽伸棍速度為3000m/min ;再將滌給纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級(jí)牽伸，牽伸棍速度為3000m/min，總牽伸比為6.5倍。再經(jīng)過80°C的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為9CN/dtex、極限氧指數(shù)為39.4%的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。
[0031]實(shí)施例3
[0032]將EG和PTA按摩爾比1.15:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度240°C，螺桿內(nèi)壓力為4.5kg/cm2，螺桿長徑比為55采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入五氧化二銻-殼聚糖的混合物，五氧化二銻的用量為PTA和EG總量的4wt %，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的2wt%。雙螺桿內(nèi)溫度為285°C，壓力為25MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為140r/min。
[0033]得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為1500孔，孔徑為0.3mm，紡絲室的溫度為23±2°C，濕度為60±