一種聚酯纖維材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種聚酯纖維材料，包括：50～70重量份的聚酯，10～30重量份的磷系阻燃劑，10～20重量份的改性母粒。本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料由于上述組分相互配合，相互作用，而得到了一種防融滴無(wú)鹵阻燃的聚酯材料，從根本上解決了含鹵素的阻燃聚酯材料在燃燒時(shí)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體有危害的缺點(diǎn)，起到了既能保證防火阻燃的安全作用，又能在意外發(fā)生的火災(zāi)中，使得釋放出的氣體及融滴物對(duì)人體皮膚及環(huán)境的危害和污染降低到最低程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料的極限氧指數(shù)為33.7～36.5％，陰燃時(shí)間及持續(xù)時(shí)間為0s，損毀長(zhǎng)度為196～215mm，滴落物無(wú)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚酯纖維材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及聚酯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚酯纖維材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，滌綸面料在民用和軍隊(duì)上得到了廣泛應(yīng)用。由于聚酯材料在燃燒過(guò)程中容易產(chǎn)生高溫融滴物，若與人體皮膚接觸會(huì)造成燙傷，損害皮膚并引起燒傷發(fā)炎，對(duì)人身體造成傷害，因此限制了滌綸面料的應(yīng)用。滌綸面料的融滴問(wèn)題一直是阻燃聚酯難以解決的問(wèn)題之一。
[0003]公開(kāi)號(hào)為CN101768342的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種新型耐融滴阻燃聚酯的制備方法，其采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)了聚酯材料；公開(kāi)號(hào)為CN102408556的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種反應(yīng)型抗聚酯融滴阻燃物的制備方法，該專(zhuān)利采用反應(yīng)合成方法生產(chǎn)聚酯材料;軍隊(duì)軍需研究所采用乙烯輻射法交聯(lián)聚酯材料，或使用粘膠纖維與腈綸纖維等混紡方法來(lái)生產(chǎn)防融滴無(wú)鹵阻燃的滌綸面料。
[0004]上述方法得到的聚酯材料雖然具有耐融滴阻燃的優(yōu)點(diǎn)，但是上述通過(guò)合成反應(yīng)及輻射交聯(lián)反應(yīng)的方法對(duì)于聚酯纖維的特性有一定的影響，使后加工成面料的手感與功能等有所損失，并且制備流程較長(zhǎng)，能耗較高，并涉及污水廢氣治理，不利于清潔生產(chǎn)的推廣。由此，亟需提供一種方法簡(jiǎn)單且利于環(huán)保的防融滴的阻燃聚酯纖維材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種聚酯纖維材料，本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料防融滴且環(huán)保性好。
[0006]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聚酯纖維材料，其特征在于，包括:
[0007]聚酯50?70重量份；
[0008]磷系阻燃劑10?30重量份；
[0009]改性母粒 10?20重量份。
[0010]優(yōu)選的，所述磷系阻燃劑為高分子磷酸碳酸酯類(lèi)化合物，所述高分子磷酸碳酸酯類(lèi)化合物的分子量為1萬(wàn)以上。
[0011 ]優(yōu)選的，所述改性母粒包括防滴劑、增粘劑、抗氧劑、協(xié)效劑、分散劑與聚酯。
[0012]優(yōu)選的，以改性母粒的含量為基，所述防滴劑的含量為I?3重量份，所述增粘劑的含量為4?6重量份，所述抗氧劑的含量為4?6重量份，所述協(xié)效劑的含量為12?18重量份，所述分散劑的含量為2?4重量份，所述聚酯的含量為65?75重量份。
[0013]優(yōu)選的，所述聚酯的粘度為0.68?0.80。
[0014]優(yōu)選的，所述聚酯的含量為55?68重量份。
[0015]優(yōu)選的，所述磷系阻燃劑的含量為20?25重量份。
[0016]優(yōu)選的，所述改性母粒的含量為12?18重量份。
[0017]本申請(qǐng)還提供了一種聚酯纖維材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]將50?70重量份的聚酯、10?30重量份的磷系阻燃劑與10?20重量份的改性母粒分別進(jìn)行烘干后混合，再依次進(jìn)行共混、擠出與冷卻，得到聚酯纖維材料。
[0019]優(yōu)選的，所述烘干后，所述聚酯、磷系阻燃劑與改性母粒的水分含量均小于10ppm0
[0020]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聚酯纖維材料，其包括:50?70重量份的聚酯，10?30重量份的磷系阻燃劑與10?20重量份的改性母粒。本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料中包括聚酯、磷系阻燃劑與改性母粒，在所述聚酯纖維材料中，由于含磷量較高，并且聚酯與磷系阻燃劑能夠發(fā)生酯交換反應(yīng)，促進(jìn)聚酯分子鏈之間的結(jié)合力和接枝反應(yīng)，得到了一種無(wú)鹵阻燃的聚酯材料，從而從根本上解決含鹵素的聚酯材料燃燒時(shí)的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害；另一方面，在意外發(fā)生的火災(zāi)中，還能使得釋放出的氣體與融滴對(duì)人體皮膚的危害及環(huán)境的污染降低到最低程度。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種聚酯纖維材料，包括:
[0023]聚酯50?70重量份；
[0024]磷系阻燃劑10?30重量份；
[0025]改性母粒 10?20重量份。
[0026]本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料由于含有聚酯、磷系阻燃劑與改性母粒，使得到聚酯纖維材料無(wú)鹵且具有阻燃效果，避免了聚酯材料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生融滴物問(wèn)題的發(fā)生。
[0027]對(duì)于本申請(qǐng)的聚酯纖維材料，其包括聚酯，所述聚酯為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚酯，對(duì)此本申請(qǐng)沒(méi)有特別的限制。具體的，本申請(qǐng)所述聚酯優(yōu)選為開(kāi)平化纖生產(chǎn)的切片料。本申請(qǐng)所述聚酯的粘度優(yōu)選為0.68?0.80。本申請(qǐng)所述聚酯的含量為50?70重量份，在某些實(shí)施例中，所述聚酯的含量?jī)?yōu)選為55?68重量份，更優(yōu)選為60?65重量份。
[0028]所述磷系阻燃劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的磷系阻燃劑，對(duì)此本申請(qǐng)沒(méi)有特別的限制。作為優(yōu)選方案，所述磷系阻燃劑優(yōu)選為高分子碳酸酯類(lèi)化合物。所述磷系阻燃劑的分子量?jī)?yōu)選為10萬(wàn)以上。本申請(qǐng)所述磷系阻燃劑的含量為10?30重量份，在某些實(shí)施例中，所述磷系阻燃劑更優(yōu)選為15?28重量份，更優(yōu)選為20?25重量份。
[0029]本申請(qǐng)所述改性母粒優(yōu)選包括防滴劑、增粘劑、抗氧劑、協(xié)效劑、分散劑與聚酯;具體的，以所述改性母粒為基，所述改性母粒優(yōu)選包括:I?3重量份的防滴劑，4?6重量份的增粘劑，4?6重量份的抗氧劑，12?18重量份的協(xié)效劑，2?4重量份的分散劑與65?75重量份的聚酯;更具體的，所述改性母粒包括2重量份的防滴劑、5重量份的增粘劑，5重量份的抗氧劑，15重量份的協(xié)效劑，3重量份的分散劑與70重量份的聚酯。本申請(qǐng)所述改性母粒中所述防滴劑、增粘劑、抗氧劑、協(xié)效劑、分散劑與聚酯均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的材料，對(duì)此本申請(qǐng)沒(méi)有特別的限制。具體的，本申請(qǐng)所述防滴劑選自3M公司的聚四氟乙烯TFl645，所述增粘劑選自科萊恩公司的LI⑶MONT NAV 101，所述抗氧劑選自科萊恩公司的NYLOSTAB S-EED，所述協(xié)效劑選自道康寧公司的帶有環(huán)氧基、甲基丙烯酸酯和胺基官能團(tuán)的硅樹(shù)脂微粉DC RM7081，所述分散劑選自科萊恩公司的蒙旦蠟Licowax E，所述聚酯選自開(kāi)平化纖生產(chǎn)的切片料。本申請(qǐng)所述改性母料的含量為10?20重量份，在某些實(shí)施例中，所述改性母粒的含量為12?18重量份，更優(yōu)選為15重量份。
[0030]本申請(qǐng)還提供了所述聚酯纖維材料的制備方法，包括以下步驟:
[0031]將50?70重量份的聚酯、10?30重量份的磷系阻燃劑與10?20重量份的改性母粒分別進(jìn)行烘干后混合，再依次進(jìn)行共混、擠出、冷卻，得到聚酯纖維。
[0032]在制備聚酯纖維材料的過(guò)程中，本申請(qǐng)首先將所述聚酯、磷系阻燃劑與改性母料分別烘干，使烘干后的聚酯、磷系阻燃劑與改性母料的水分含量均小于lOOppm，以防止磷系阻燃劑水解，影響阻燃效果。
[0033]然后將烘干后的聚酯、磷系阻燃劑與改性母粒按照上述配比優(yōu)選在轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)中混合。在混合之后，本申請(qǐng)優(yōu)選在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在260?290 °C下將混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行共混。在所述共混的過(guò)程中，所述共混的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為200?300rpm。本申請(qǐng)最后將共混后的物料經(jīng)過(guò)擠出、冷卻與切粒，得到聚酯纖維材料。在上述過(guò)程中，所述擠出、冷卻與切粒均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，此處不進(jìn)行特別的限制。
[0034]本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料由50?70重量份的聚酯，10?30重量份的磷系阻燃劑與10?20重量份的改性母粒制備得到，本申請(qǐng)的聚酯纖維材料具有優(yōu)良的可紡性及力學(xué)性能，其紡絲可應(yīng)用于衣服面料、窗簾、床罩、墻紙裝飾以及地毯等；同時(shí)由于加入的是環(huán)保無(wú)鹵防融滴材料，本申請(qǐng)?zhí)峁┑木埘ダw維材料在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鹵素阻燃劑的有害氣體及物體，既保護(hù)環(huán)境，又能減少對(duì)人體的燙傷所造成的傷害。
[0035]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的聚酯纖維材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0036]以下實(shí)施例中的原料均為市售產(chǎn)品；其中，磷系阻燃劑為分子量為10萬(wàn)以上的高分子碳酸酯類(lèi)磷系阻燃劑;綜合改性母粒中，以綜合改性母粒為基，防滴劑為3M公司的聚四氟乙烯TF 1645，含量2%;增粘劑為科萊恩公司的LIC0M0NT NAV 101，含量5% ;抗氧劑為科萊恩公司的NYLOSTAB S-EED，含量5% ;協(xié)效劑為道康寧公司的帶有環(huán)氧基、甲基丙烯酸酯和胺基官能團(tuán)的硅樹(shù)脂微粉DC RM7081，含量15%;分散劑為科萊恩公司的蒙旦蠟LicOTaxE，含量3 % ;聚酯為粘度0.68的開(kāi)平化纖生產(chǎn)的切片料，含量70 %。
[0037]實(shí)施例1
[0038]普通粘度聚酯(0.68)65重量份，磷系阻燃劑20重量份，綜合改性母粒15重量份，將上述組分經(jīng)過(guò)前期的烘干特殊處理后，使水分控制在100PPM以下；然后按照一定配比在轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)中混合處理好，再在有氮?dú)獗Ｗo(hù)的常規(guī)加料速度，溫度為260?290°C，配合螺桿轉(zhuǎn)速為250RPM的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)共混，經(jīng)擠出、冷卻、切粒與包裝，得到本發(fā)明的新型防融滴無(wú)鹵阻燃的聚酯纖維材料。
[0039]在實(shí)驗(yàn)紡絲機(jī)紡成纖度2D的POY絲，以纏繞速度1000米/秒紡成絲筒后，再以2倍牽伸倍數(shù)進(jìn)行牽伸后織成襪帶，經(jīng)CTTC檢測(cè)，極限氧指數(shù)(GB/T5454-1997)為34.1 %，陰燃時(shí)間及持續(xù)時(shí)間為Os，損毀長(zhǎng)度為210mm，滴落物(GB/T5455-2014)無(wú)。
[0040]實(shí)施例2
[0041 ]普通粘度聚酯(0.68)65重量份，磷系阻燃劑25重量份，綜合改性母粒10重量份，將上述組分經(jīng)過(guò)前期的烘干特殊處理后，使水分控制100PPM以下；然后按照一定配比在轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)中混合處理好，再在有氮?dú)獗Ｗo(hù)的常規(guī)加料速度，溫度為260?290°C，配合螺桿轉(zhuǎn)速為250RPM的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)共混，經(jīng)擠出、冷卻、切粒與包裝，得到本發(fā)明的新型防融滴無(wú)鹵阻燃的聚酯纖維材料。
[0042]在實(shí)驗(yàn)紡絲機(jī)紡成纖度2D的POY絲，以纏繞速度1000米/秒紡成絲筒后，再以2倍牽伸倍數(shù)進(jìn)行牽伸后織成襪帶，經(jīng)CTTC檢測(cè)，極限氧指數(shù)(GB/T5454-1997)為35.3%，陰燃時(shí)間及持續(xù)時(shí)間為Os，損毀長(zhǎng)度為200mm，滴落物(GB/T5455-2014)無(wú)。
[0043]實(shí)施例3
[0044]高粘度聚酯(0.80)65重量份，磷系阻燃劑25重量份，綜合改性母粒10重量份，將上述組分經(jīng)過(guò)前期的烘干特殊處理后，使水分控制在100PPM以下；然后按照上述比例在轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)中混合處理好，再在有氮?dú)獗Ｗo(hù)常規(guī)加料速度，溫度為260?290°C，配合螺桿轉(zhuǎn)速為250RPM的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)共混，經(jīng)擠出、冷卻、切粒與包裝，得到本發(fā)明的新型防融滴無(wú)鹵阻燃的聚酯纖維材料。
[0045]在實(shí)驗(yàn)紡絲機(jī)紡成纖度2D的POY絲，以纏繞速度1000米/秒紡成絲筒后，再以2倍牽伸倍數(shù)進(jìn)行牽伸后織成襪帶，經(jīng)CTTC檢測(cè)，極限氧指數(shù)(GB/T5454-1997)為36.1 %，陰燃時(shí)間及持續(xù)時(shí)間為Os，損毀長(zhǎng)度為192mm，滴落物(GB/T5455-2014)無(wú)。
[0046]實(shí)施例4
[0047]高粘度聚酯(0.80)68重量份，磷系阻燃劑20重量份，綜合改性母粒12重量份，將上述組分經(jīng)過(guò)前期的烘干特殊處理后，使水分控制在100PPM以下，然后按照上述配比在轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)中混合處理好，再在有氮?dú)獗Ｗo(hù)常規(guī)加料速度，溫度為260?290°C，配合螺桿的轉(zhuǎn)速為250RPM的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)共混，經(jīng)擠出、冷卻、切粒與包裝，得到本發(fā)明的新型防融滴無(wú)鹵阻燃的聚酯纖維材料。
[0048]在實(shí)驗(yàn)紡絲機(jī)紡成纖度2D的POY絲，以纏繞速度1800米/秒紡成絲筒后，再以2倍牽伸倍數(shù)進(jìn)行牽伸后織成襪帶，經(jīng)CTTC檢測(cè)，極限氧指數(shù)(GB/T5454-1997)為35.9%，陰燃時(shí)間及持續(xù)時(shí)間為Os，損毀長(zhǎng)度為207mm，滴落物(GB/T5455-2014)無(wú)。
[0049]以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0050]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚酯纖維材料，其特征在于，包括: 聚酯50?70重量份； 磷系阻燃劑10?30重量份； 改性母粒10?20重量份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述磷系阻燃劑為高分子磷酸碳酸酯類(lèi)化合物，所述高分子磷酸碳酸酯類(lèi)化合物的分子量為10萬(wàn)以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述改性母粒包括防滴劑、增粘劑、抗氧劑、協(xié)效劑、分散劑與聚酯。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚酯纖維材料，其特征在于，以改性母粒的含量為基，所述防滴劑的含量為I?3重量份，所述增粘劑的含量為4?6重量份，所述抗氧劑的含量為4?6重量份，所述協(xié)效劑的含量為12?18重量份，所述分散劑的含量為2?4重量份，所述聚酯的含量為65?75重量份。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述聚酯的粘度為0.68?0.80。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述聚酯的含量為55?68重量份。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述磷系阻燃劑的含量為20?25重量份。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯纖維材料，其特征在于，所述改性母粒的含量為12?18重量份。9.一種聚酯纖維材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將50?70重量份的聚酯、10?30重量份的磷系阻燃劑與10?20重量份的改性母粒分別進(jìn)行烘干后混合，再依次進(jìn)行共混、擠出與冷卻，得到聚酯纖維材料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述烘干后，所述聚酯、磷系阻燃劑與改性母粒的水分含量均小于I OOppm。
【文檔編號(hào)】D01F1/07GK106087097SQ201610405498
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】劉千鈞, 朱成鴻
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)