CN117210956A - 阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，将质量比为65‑75:15‑25:2‑20的聚酯、阻燃聚酯母粒(A或B)和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；阻燃聚酯母粒A的制备过程：在制备聚酯的过程中，于酯化阶段，向体系中加入磷系阻燃剂，并于缩聚阶段，向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，即得阻燃聚酯母粒A；阻燃聚酯母粒B的制备过程为：将聚酯与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B。本发明制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维具有良好的阻燃性、抗熔滴性及良好的可纺性，纤维为异形截面时制备的纤维制品也具有良好的舒适度。
Description
技术领域
本发明属于功能聚酯纤维领域，涉及一种阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法。
背景技术
国内聚酯的大规模产业化生产始于20世纪80年代，之后随着其应用范围的扩大，聚酯产业蓬勃发展。自2014年～2018年，国内涤纶的年产量已近4000万吨，2022年更是高达6500万吨，占全国化纤总产量的80％以上。随着聚酯行业的发展，对聚酯功能化的需求也日益突出，阻燃性能作为衡量防火安全的一项重要指标，在聚酯的应用中占据十分重要的地位。据统计，2012～2021年期间，全国居住场所发生火灾共132.4万起，造成了约11634人遇难、6738人受伤，直接经济损失达77.7亿元，其中，约20％的居住场所、50％的火灾造成的死亡都是与纺织品的引燃有关。而在燃烧过程中，因熔滴带来的二次引燃更是给人们的生命和财产安全带来极大隐患。而随着科技与社会的进步，人们对环境问题日益重视，在对阻燃剂的选择上除了高效阻燃的要求外，环保性也备受关注。因此，在提高聚酯纤维阻燃性能的同时，开发使用高效、环保无毒的阻燃剂具有非常重要的实用意义。
现有技术中聚酯纤维的阻燃改性主要有共聚、共混及后整理三种方式，这三种方式在带来阻燃性的同时，人们对面料的舒适性和健康性也提出了新的要求，制备阻燃抑熔滴聚酯纤维也成为其功能改性研究的重要方向之一。
专利CN114230720A公布了一种兼具阻燃与抗熔滴功能的添加剂和制备方法及其组合物，该专利首先制备核层含氟聚合物分散液，以含氟聚合物分散液为种子，加入乙烯基单体、引发剂、链转移剂、表面活性剂，升温聚合，制得核壳结构聚合物乳液，经凝聚、离心，干燥后制得核壳结构聚合物，将其进行磺化改性，用去离子水洗涤至中性，固液分离后，干燥，得到磺化的核壳聚合物粉末，该添加剂是一种新型的环保、高效阻燃抗熔滴助剂，具有优异的阻燃、抗熔滴功能，且在聚碳酸酯、ABS及其合金、聚酯中添加0.05～1.50份，可使其阻燃等级达到UL-94V-0。但该专利制备工艺复杂，添加剂也仅在薄膜及塑料制品中可用，且对纺丝加工中组件压力、出丝连续性等影响较大，不适用于产业化聚酯纤维的生产。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，实现阻燃、抗熔滴、可纺的兼顾。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，将聚酯、阻燃聚酯母粒和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；
阻燃聚酯母粒为阻燃聚酯母粒A或阻燃聚酯母粒B；
阻燃聚酯母粒A的制备过程为：在制备聚酯的过程中，于酯化阶段，向体系中加入磷系阻燃剂，并于缩聚阶段，向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，即得阻燃聚酯母粒A；
阻燃聚酯母粒B的制备过程为：将聚酯与IFR(膨胀型阻燃剂)熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
磷系阻燃剂为DDP([(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸)、ODOPB(10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)、CEPPA(2-羧乙基苯基次膦酸)中的一种以上；
氮系阻燃剂为MCA(三聚氰胺氰尿酸盐)、KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、六方氮化硼中的一种以上；
硅系阻燃剂为硅酸盐、二氧化硅和POSS中的一种以上；
抑熔滴剂为聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-聚偏氟乙烯共聚物、聚六氟丙烯、四氟乙烯-聚六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-聚偏氟乙烯-聚六氟丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯与其他可共聚的稀类不饱和单体的共聚物、磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)、全氟丁基磺酸钾中的一种以上；
聚酯、阻燃聚酯母粒、抑熔滴剂的质量比为65-75:15-25:2-20；
阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂的含量分别对应为0.5-1wt％(优选为0.6wt％)、1-5wt％(优选为2-3wt％)、0.5-1wt％(优选为0.5-0.7wt％)；阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为5-20wt％(优选为15wt％)。
本发明的目的是解决现有技术中阻燃聚酯纤维无法兼顾阻燃、抗熔滴、可纺的问题，本发明通过控制磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、抑熔滴剂的种类、添加量以及加入方式解决了现有技术中阻燃聚酯纤维无法兼顾阻燃、抗熔滴、可纺的问题，具体原理如下：
本发明的抑熔滴剂为磺酸系阻燃剂或氟系阻燃剂；当体系中同时存在磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、磺酸系阻燃剂(或氟系阻燃剂)时，在燃烧过程中，共聚于分子链中的磷系阻燃剂由于P-O的键能较弱，首先发生断裂，生成P·及PO·自由基，这些自由基可与空气中的易燃自由基(如烷烃类自由基)结合，抑制燃烧的持续发生，同时氮系阻燃剂在气相中释放出N2等不活泼气体，进一步稀释可燃气体的浓度，此为燃烧过程中气相的阻燃作用；凝聚相中，磺酸系阻燃剂的存在能够催化聚酯成炭，覆盖在聚合物表面，隔绝热量和氧气，同时硅系阻燃剂或氟系阻燃剂能够进一步增强炭层的强度和致密性，隔绝作用进一步增强；
本发明同时加入磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、磺酸系阻燃剂(或氟系阻燃剂)使得聚酯的阻燃性能和抗熔滴性能优异，因此磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、磺酸系阻燃剂(或氟系阻燃剂)的加入量无需过高，即可获得理想的阻燃、抗熔滴效果，磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、磺酸系阻燃剂(或氟系阻燃剂)的加入量较低，有利于纺丝的顺利进行。
磷系阻燃剂是可以反应型阻燃剂，是参与到分子链聚合过程中，因此在聚合过程中添加，剩余阻燃剂及抑融滴剂主要是掺杂的形式分散于熔体中，若添加过多容易造成团聚影响纺丝，多种阻燃剂在体系中可以发挥协效阻燃作用，有效降低添加量，进而促进纺丝成型。
作为优选的技术方案：
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，聚酯、阻燃聚酯母粒、抑熔滴剂的质量比为75:20:5，或者为70:20:10，或者为65:20:15。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，聚酯、阻燃聚酯母粒和抑熔滴剂混合前均经过干燥处理，干燥温度为116～120℃(优选为120℃)，干燥时间约为14h，干燥后含水率均小于100ppm(优选为80-90ppm)。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，阻燃聚酯母粒A的制备步骤如下：
将乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
在氮气或惰性气体保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应1.5～2.5h；
向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为50Pa以下(优选为30Pa、40Pa)的条件下反应2～3h(优选为2.7～3h)，即得阻燃聚酯母粒A。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机各区温度265～290℃(优选为265-288℃)，纺丝箱体温度275～290℃，计量泵泵供量500～900g/min(优选为860-880g/min)，环吹风温度25～30℃(优选为26-28℃)，环吹风进风压500～800Pa(优选为720-760Pa)，卷绕速度900～1100m/min(优选为1000-1100m/min)，牵伸温度65±5℃(优选为66-68℃)，二级牵伸倍数3～4倍(优选为3.3-3.6倍)。
本发明通过特定的加入方式向聚酯中加入磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、抑熔滴剂后，聚酯分子链的规整性下降，进而会影响分子量及分子量分布，具体表现为熔融加工过程中流变性能的改变，这对加工温度提出更高的要求；抑熔滴剂的加入，不仅会对喷丝组件中过滤网的要求有所更改，同时，也会影响到分子链的结晶性能，进而影响到环吹风温度和环吹风进风压。本发明通过合理控制熔融纺丝的工艺参数，保证了向聚酯中加入磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、抑熔滴剂后熔融纺丝依然能够顺利进行。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为265℃、275℃、280℃、285℃、280℃、275℃，纺丝箱体温度为275℃；或者，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为265℃、270℃、275℃、280℃、275℃、270℃，纺丝箱体温度为270℃；或者，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为270℃、275℃、280℃、285℃、280℃、275℃，纺丝箱体温度为275℃。
如上所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为王字形、十字形、三叶形、四T形(即四个T字母均匀分布于截面)中的一种以上。
与常规圆形聚酯纤维相比，采用异形工艺处理后，纤维还具有较好的蓬松性、吸湿排汗性以及更高的光泽度，在赋予纤维阻燃抑融滴性的同时，进一步提高了扩大了其在服用、家纺及产业用领域的应用范围。
如上任一项所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为0.89～22.22dtex(优选为1.11-22.22dtex)，断裂强度为5.3～6.0cN/dtex(优选为5.3-5.9cN/dtex)，断裂伸长率为27.1～30.7％(优选为27.3-29.5％)，卷曲数为10.4-11.9个/25mm，卷曲率为11.1-12.7％，LOI达到30％以上(优选为30.1-32％)，且燃烧过程无熔滴产生。
有益效果：
(1)本发明制备的阻燃抑熔滴聚酯纤维通过控制磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、抑熔滴剂的种类、添加量以及加入方式，使得本发明具有良好的阻燃性、抗熔滴性及良好的可纺性，制备的纤维断裂强度可达到5.8cN/dtex，断裂伸长率为28.9％，LOI达到30％以上，且燃烧过程中无熔滴产生；
(2)本发明与常规聚酯纤维的纺丝工艺相比，阻燃抑熔滴聚酯纤维在较低的纺丝温度下即可实现良好的可纺性，纺丝温度降低了10～15℃，较低的纺丝温度不仅可以延缓抑熔滴剂的热降解，还能有效提高生产效率并降低成本；
(3)本发明采用的共聚-共混的改性方式可以有效解决添加剂添加造成的纤维力学性能下降及纤维制品手感舒适性差的问题；
(4)本发明纤维的异形截面设计，使得纤维还具有较好的蓬松性、吸湿排汗性以及更高的光泽度，可进一步提升阻燃抑融滴纤维制品的舒适度，且本发明的阻燃抑融滴性不仅可以降低服装燃烧对人体造成的二次伤害，其异形截面的设计提高了使用阻燃制品人群的舒适性能，扩大了其应用领域。
附图说明
图1为本发明所用喷丝孔为王字形时制备的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面示意图；
图2为本发明所用喷丝孔为十字形时制备的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面示意图；
图3为本发明所用喷丝孔为三叶形时制备的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面示意图；
图4为本发明所用喷丝孔为四T形时制备的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下为实施例中原料的厂商和牌号：
IFR(膨胀型阻燃剂)：由摩尔比为1:1:1的季戊四醇(厂商为濮阳市永安化工有限公司，牌号为126-58-9)、聚磷酸铵(厂商为山东中利石油化工科技有限公司，牌号为P37-N11)和三聚氰胺(厂商为上海源叶生物科技有限公司，牌号为B21093)混合而成；
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)：厂商为江苏盛虹科贸有限公司，牌号为M02；
hBN(六方氮化硼)：厂商为方舟新材料有限公司，牌号为DL-7800A；
硅酸盐：厂商为青岛海湾集团有限公司，牌号为SSP-32；
POSS(笼型聚倍半硅氧烷)：厂商为维百奥(北京)生物科技有限公司，牌号为MA0702；
PTFE(聚四氟乙烯)：厂商为福州泰普达新材料有限公司，牌号为TPD-405B；
PVDF(聚偏氟乙烯)：厂商为上海晖航新材料有限公司，牌号为3030-15；
XR(全氟磺酸树脂)：厂商为淮南市科迪化工科技有限公司，牌号为优级；
F6(聚六氟丙烯)：厂商为浙江巨化股份有限公司氟聚厂，牌号为6792-31-0；
FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)：厂商为东莞市崀峰塑胶原料有限公司，牌号为NEOFLON NP-120；
ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)：厂商为上海科拉曼试剂有限公司，牌号为ZY4051；
PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)：厂商为东莞市苏广塑胶原料有限公司，牌号为Generic PFA；
EPE(四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚)：此物质为自制，具体制备过程：将摩尔比为1:1:1的四氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯和质量分数为0.1％的催化剂(二异丙胺锂LDA)，在温度为180℃、压力为101MPa的条件下反应3h，即得四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚；
磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)：厂商为淄博千汇生物科技有限公司，牌号为7585-39-9；
全氟丁基磺酸钾：厂商为福建省邵武金塘安晟祺化工有限公司，牌号为29420-49-3。
以下为各实施例中性能的测试方法：
卷曲数、卷曲率：按照GB/T 14338-2022标准测定。
纤度：按照GB/T 14336-2008测定。
断裂强度：按照GB/T 14337-2022测定。
断裂伸长率：按照GB/T 14337-2022测定。
LOI：按照FZ/T 50017-2011测定。
含水率：按照GB/T 6503-2017测定。
熔滴：在FZ/T 50017-2011测定过程中，计算一分钟内熔体滴落的次数和滴数。
持续燃烧时间：实施例中所制纤维，在发生燃烧后，将火源移开后材料的持续燃烧时间，单位为s。
实施例1
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：DDP；
氮系阻燃剂：MCA；
硅系阻燃剂：硅酸盐；
抑熔滴剂：PTFE；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比为1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为40Pa的条件下反应2.8h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为2wt％，硅系阻燃剂的含量为0.6wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为80ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为75:15:10；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为265℃、二区温度为275℃、三区温度为280℃、四区温度为285℃、五区温度为280℃、六区温度为275℃，纺丝箱体温度为275℃，计量泵泵供量为880g/min，环吹风温度为27℃，环吹风进风压为760Pa，卷绕速度为1050m/min，牵伸温度为67℃，二级牵伸倍数为3.5倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为王字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面如图1所示，其纤度为1.56dtex，断裂强度为5.8cN/dtex，断裂伸长率为28.3％，卷曲数为10.4个/25mm，卷曲率为11.6％，LOI达到30.1％，持续燃烧时间为30s且燃烧过程无熔滴产生。
对比例1
阻燃聚酯纤维的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：步骤(1)中不准备抑熔滴剂；步骤(3)中不加入抑熔滴剂，抑熔滴剂被等质量的PET(同实施例1)替代。
最终制得的阻燃聚酯纤维的纤度为1.56dtex，断裂强度为5.9cN/dtex，断裂伸长率为27.5％，卷曲数为11.1个/25mm，卷曲率为12.7％，LOI达到29.8％，持续燃烧时间55s且燃烧过程有熔滴产生。
将对比例1和实施例1对比可知，对比例1在制备阻燃聚酯纤维时，不使用抑熔滴剂，会导致熔融滴落的产生，进而引发二次引燃，这是因为聚合物在燃烧过程中首先发生熔融降解，熔体流动性增加，熔体在流动过程中不仅起到导热的作用，还会进一步促进聚合物降解，同时熔体中存在的易燃小分子也会造成聚合物的二次引燃。
实施例2
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：抑熔滴剂为磺丁基-β-环糊精。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为1.56dtex，断裂强度为5.4cN/dtex，断裂伸长率为27.7％，卷曲数为11.1个/25mm，卷曲率为11.1％，LOI达到31％，持续燃烧时间48s且燃烧过程无熔滴产生。
对比例2
阻燃聚酯纤维的制备方法，基本同实施例2，不同之处仅在于：步骤(1)中不准备抑熔滴剂；步骤(3)中不加入抑熔滴剂，抑熔滴剂被等质量的硅系阻燃剂(同实施例1)替代。
最终制得的阻燃聚酯纤维的纤度为1.56dtex，断裂强度为5.6cN/dtex，断裂伸长率为28.0％，LOI达到30.8％，持续燃烧时间63s且燃烧过程有熔滴产生。
对比例3
阻燃聚酯纤维的制备方法，基本同实施例2，不同之处仅在于：步骤(1)中不准备硅系阻燃剂；步骤(2.3)中不加入硅系阻燃剂，硅系阻燃剂被等质量的抑熔滴剂(同实施例2)替代。
最终制得的阻燃聚酯纤维的纤度为1.56dtex，断裂强度为5.5cN/dtex，断裂伸长率为27.9％，LOI达到30.9％，持续燃烧时间77s且燃烧过程无熔滴产生。
将实施例2、对比例2和对比例3对比可以看出，磺酸系阻燃剂和硅系阻燃剂配合使用比单独使用效果更好，这是因为磺酸系阻燃剂的存在能够催化PET成炭，覆盖在聚合物表面，隔绝热量和氧气，同时硅系阻燃剂能够进一步增强炭层的强度和致密性，隔绝作用进一步增强。
实施例3
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于：抑熔滴剂为质量比为1:1的聚四氟乙烯和磺丁基-β-环糊精的混合物。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为1.56dtex，断裂强度为5.9cN/dtex，断裂伸长率为29.5％，卷曲数为11.8个/25mm，卷曲率为11.8％，LOI达到30.8％，阻燃聚酯纤维离火自熄且燃烧过程无熔滴产生。
将实施例1、实施例2和实施例3对比可以看出，氟系阻燃剂和磺酸系阻燃剂配合使用比单独使用效果更好，这是因为磺酸系阻燃剂的存在能够催化PET成炭，覆盖在聚合物表面，隔绝热量和氧气，同时氟系阻燃剂能够进一步增强炭层的强度和致密性，隔绝作用进一步增强。
实施例4
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：ODOPB；
氮系阻燃剂：MCA；
硅系阻燃剂：硅酸盐；
抑熔滴剂：PVDF；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比为1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为40Pa的条件下反应2.8h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为2wt％，硅系阻燃剂的含量为0.6wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为80ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为75:20:5；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为265℃、二区温度为275℃、三区温度为280℃、四区温度为285℃、五区温度为280℃、六区温度为275℃，纺丝箱体温度为275℃，计量泵泵供量为880g/min，环吹风温度为28℃，环吹风进风压为720Pa，卷绕速度为1100m/min，牵伸温度为68℃，二级牵伸倍数为3.3倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为十字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面如图2所示，其纤度为1.89dtex，断裂强度为5.5cN/dtex，断裂伸长率为27.9％，卷曲数为11.9个/25mm，卷曲率为12.3％，LOI达到30.6％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例5
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
IFR；
抑熔滴剂：FEP；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒B；
将PET与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
制得的阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为15wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为90ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂的质量比为70:20:10；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为265℃、二区温度为270℃、三区温度为275℃、四区温度为280℃、五区温度为275℃、六区温度为270℃，纺丝箱体温度为270℃，计量泵泵供量为870g/min，环吹风温度为26℃，环吹风进风压为750Pa，卷绕速度为1000m/min，牵伸温度为66℃，二级牵伸倍数为3.6倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为三叶形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面如图3所示，其纤度为2.22dtex，断裂强度为5.5cN/dtex，断裂伸长率为27.8％，卷曲数为11.2个/25mm，卷曲率为12.6％，LOI达到32％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例6
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
IFR；
抑熔滴剂：F6；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒B；
将PET与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
制得的阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为15wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为85ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂的质量比为65:20:15；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为270℃、二区温度为275℃、三区温度为280℃、四区温度为285℃、五区温度为280℃、六区温度为275℃，纺丝箱体温度为275℃，计量泵泵供量为860g/min，环吹风温度为27℃，环吹风进风压为740Pa，卷绕速度为1100m/min，牵伸温度为68℃，二级牵伸倍数为3.4倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为四T形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的截面如图4所示，其纤度为3.33dtex，断裂强度为5.3cN/dtex，断裂伸长率为27.4％，卷曲数为11.2个/25mm，卷曲率为12.6％，LOI达到31.8％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例7
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：CEPPA；
氮系阻燃剂：KH550；
硅系阻燃剂：POSS；
抑熔滴剂：FEP；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比为1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为40Pa的条件下反应3h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为2wt％，硅系阻燃剂的含量为0.6wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为80ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为75:15:10；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为268℃、二区温度为278℃、三区温度为283℃、四区温度为288℃、五区温度为283℃、六区温度为278℃，纺丝箱体温度为278℃，计量泵泵供量为870g/min，环吹风温度为27℃，环吹风进风压为760Pa，卷绕速度为1050m/min，牵伸温度为67℃，二级牵伸倍数为3.5倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为十字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为11.11dtex，断裂强度为5.3cN/dtex，断裂伸长率为27.5％，卷曲数为11.2个/25mm，卷曲率为12.6％，LOI达到31.9％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例8
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：DDP；
氮系阻燃剂：hBN；
硅系阻燃剂：POSS；
抑熔滴剂：PFA；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为30Pa的条件下反应2.8h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为3wt％，硅系阻燃剂的含量为0.7wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为90ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为70:15:15；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为266℃、二区温度为276℃、三区温度为281℃、四区温度为286℃、五区温度为281℃、六区温度为276℃，纺丝箱体温度为276℃，计量泵泵供量为860g/min，环吹风温度为28℃，环吹风进风压为760Pa，卷绕速度为1000m/min，牵伸温度为66℃，二级牵伸倍数为3.6倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为三叶形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为13.32dtex，断裂强度为5.3cN/dtex，断裂伸长率为27.5％，卷曲数为11.1个/25mm，卷曲率为11.7％，LOI达到32.1％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例9
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
IFR；
抑熔滴剂：PFA；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒B；
将PET与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
制得的阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为15wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为85ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂的质量比为65:15:20；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为265℃、二区温度为275℃、三区温度为280℃、四区温度为285℃、五区温度为280℃、六区温度为275℃，纺丝箱体温度为275℃，计量泵泵供量为880g/min，环吹风温度为26℃，环吹风进风压为720Pa，卷绕速度为1100m/min，牵伸温度为68℃，二级牵伸倍数为3.4倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为四T形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为1.89dtex，断裂强度为5.5cN/dtex，断裂伸长率为28.7％，卷曲数为11.1个/25mm，卷曲率为11.7％，LOI达到30.6％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例10
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
IFR；
抑熔滴剂：EPE；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒B；
将PET与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
制得的阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为15wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为80ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒B和抑熔滴剂的质量比为65:25:10；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为268℃、二区温度为278℃、三区温度为283℃、四区温度为288℃、五区温度为283℃、六区温度为278℃，纺丝箱体温度为278℃，计量泵泵供量为870g/min，环吹风温度为27℃，环吹风进风压为750Pa，卷绕速度为1050m/min，牵伸温度为67℃，二级牵伸倍数为3.5倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为十字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为2.22dtex，断裂强度为5.5cN/dtex，断裂伸长率为28.6％，卷曲数为10.9个/25mm，卷曲率为12.2％，LOI达到31.4％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例11
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：DDP；
氮系阻燃剂：KH550；
硅系阻燃剂：POSS；
抑熔滴剂：全氟丁基磺酸钾；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比为1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为30Pa的条件下反应2.9h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为3wt％，硅系阻燃剂的含量为0.7wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为90ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为70:15:15；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为266℃、二区温度为276℃、三区温度为281℃、四区温度为286℃、五区温度为281℃、六区温度为276℃，纺丝箱体温度为276℃，计量泵泵供量为860g/min，环吹风温度为27℃，环吹风进风压为740Pa，卷绕速度为1000m/min，牵伸温度为68℃，二级牵伸倍数为3.5倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为十字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为22.22dtex，断裂强度为5.3cN/dtex，断裂伸长率为27.3％，卷曲数为11.7个/25mm，卷曲率为11.9％，LOI达到31.2％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例12
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，步骤如下：
(1)原料的准备：
磷系阻燃剂：质量比为1:1的DDP和ODOPB的混合物；
氮系阻燃剂：质量比为1:1的MCA和KH550的混合物；
硅系阻燃剂：质量比为1:1的硅酸盐和二氧化硅的混合物；
抑熔滴剂：质量比为1:1的聚四氟乙烯和磺丁基-β-环糊精的混合物；
乙二醇；
对苯二甲酸；
保护气体：氮气或惰性气体；
PET；
(2)制备阻燃聚酯母粒A；
(2.1)将摩尔比1.2:1的乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2.2)在保护气体的保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应2h；
(2.3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为40Pa的条件下反应3h，即得阻燃聚酯母粒A；
制得的阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂的含量为0.6wt％，氮系阻燃剂的含量为2.5wt％，硅系阻燃剂的含量为0.5wt％；
(3)制备阻燃抑熔滴聚酯纤维；
先将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂分别在120℃下干燥至含水率均为85ppm，再将PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；其中，PET、阻燃聚酯母粒A和抑熔滴剂的质量比为65:15:20；
熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断；
熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机一区温度为265℃、二区温度为275℃、三区温度为280℃、四区温度为285℃、五区温度为280℃、六区温度为275℃，纺丝箱体温度为275℃，计量泵泵供量为870g/min，环吹风温度为26℃，环吹风进风压为760Pa，卷绕速度为1100m/min，牵伸温度为67℃，二级牵伸倍数为3.3倍；
纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为数量比为1:1的王字形和十字形。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为11.11dtex，断裂强度为5.3cN/dtex，断裂伸长率为27.4％，卷曲数为11.9个/25mm，卷曲率为11.6％，LOI达到30.9％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例13
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，基本同实施例12，不同之处仅在于：步骤(3)中所用抑溶滴剂为XR。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为11.12dtex，断裂强度为5.4cN/dtex，断裂伸长率为27.1％，卷曲数为10.8个/25mm，卷曲率为12％，LOI达到30.7％，且燃烧过程无熔滴产生。
实施例14
阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，基本同实施例12，不同之处仅在于：步骤(3)中所用抑溶滴剂为ETFE。
最终制得的阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为11.11dtex，断裂强度为5.4cN/dtex，断裂伸长率为27.6％，卷曲数为11.1个/25mm，卷曲率为12.7％，LOI达到30.6％，且燃烧过程无熔滴产生。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (9)
1.阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，将聚酯、阻燃聚酯母粒和抑熔滴剂混合后进行熔融纺丝，即得阻燃抑熔滴聚酯纤维；
阻燃聚酯母粒为阻燃聚酯母粒A或阻燃聚酯母粒B；
阻燃聚酯母粒A的制备过程为：在制备聚酯的过程中，于酯化阶段，向体系中加入磷系阻燃剂，并于缩聚阶段，向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，即得阻燃聚酯母粒A；
阻燃聚酯母粒B的制备过程为：将聚酯与IFR熔融共混，即得阻燃聚酯母粒B；
磷系阻燃剂为DDP、CEPPA中的一种以上；
氮系阻燃剂为MCA、KH550、六方氮化硼中的一种以上；
硅系阻燃剂为硅酸盐、二氧化硅和POSS中的一种以上；
抑熔滴剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-聚偏氟乙烯共聚物、聚六氟丙烯、四氟乙烯-聚六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-聚偏氟乙烯-聚六氟丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯与其他可共聚的稀类不饱和单体的共聚物、磺丁基-β-环糊精、全氟丁基磺酸钾中的一种以上；
聚酯、阻燃聚酯母粒、抑熔滴剂的质量比为65-75:15-25:2-20；
阻燃聚酯母粒A中磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂的含量分别对应为0.5-1wt％、1-5wt％、0.5-1wt％；阻燃聚酯母粒B中IFR的含量为5-20wt％。
2.根据权利要求1所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，聚酯、阻燃聚酯母粒、抑熔滴剂的质量比为75:20:5，或者为70:20:10，或者为65:20:15。
3.根据权利要求1所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，聚酯、阻燃聚酯母粒和抑熔滴剂混合前均经过干燥处理，干燥温度为116～120℃，干燥后含水率均小于100ppm。
4.根据权利要求1所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，阻燃聚酯母粒A的制备步骤如下：
(1)将乙二醇和对苯二甲酸打浆混合，向体系中加入磷系阻燃剂；
(2)在氮气或惰性气体保护下，在30min内将体系温度由150℃升高至280℃后，保温反应1.5～2.5h；
(3)向体系中加入氮系阻燃剂和硅系阻燃剂，升温至295℃，在真空度为50Pa以下的条件下反应2～3h，即得阻燃聚酯母粒A。
5.根据权利要求1所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，熔融纺丝的工艺流程包括：螺杆挤出机熔融挤出→纺丝→环吹风冷却→卷绕→成型得到原丝→原丝集束→两级牵伸→紧张热定型→卷曲→上油→松弛热定型→切断。
6.根据权利要求5所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，熔融纺丝的工艺参数包括：螺杆挤出机各区温度265～290℃，纺丝箱体温度275～290℃，计量泵泵供量500～900g/min，环吹风温度25～30℃，环吹风进风压500～800Pa，卷绕速度900～1100m/min，牵伸温度65±5℃，二级牵伸倍数3～4倍。
7.根据权利要求6所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为265℃、275℃、280℃、285℃、280℃、275℃，纺丝箱体温度为275℃；或者，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为265℃、270℃、275℃、280℃、275℃、270℃，纺丝箱体温度为270℃；或者，螺杆挤出机1～6区温度分别对应为270℃、275℃、280℃、285℃、280℃、275℃，纺丝箱体温度为275℃。
8.根据权利要求5所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，纺丝所用的喷丝板中的喷丝孔为王字形、十字形、三叶形、四T形中的一种以上。
9.根据权利要求1～8任一项所述的阻燃抑熔滴聚酯纤维的制备方法，其特征在于，阻燃抑熔滴聚酯纤维的纤度为0.89～22.22dtex，断裂强度为5.3～6.0cN/dtex，断裂伸长率为27.1～30.7％，卷曲数为10.4-11.9个/25mm，卷曲率为11.1-12.7％，LOI达到30％以上，且燃烧过程无熔滴产生。
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