聚酯纤维纺前阻燃母粒及其制备方法

聚酯纤维纺前阻燃母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种聚酯纤维纺前阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维是指聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维，其性能优异，原料易得，用途广泛，是各种合成纤维中发展最快、产量最高、应用面最广的一种合成纤维, 被誉为是21世纪的纤维之王。聚酯纤维以其高强度、尺寸稳定、耐化学腐蚀等优异的性能, 在服装、地毯及装饰织物方面具有非常广泛的用途。但聚酯纤维属于熔融性可燃纤维，对聚酯纤维进行阻燃化处理、降低聚酯织物在火灾中的危险性，已成为一个广泛关注的研究方向。通常，聚酯纤维的阻燃通过原丝的阻燃改性或表面处理改性来实现，具体方法可归纳为如下五种途径：

（1）阻燃单体共聚：在合成聚酯的单体二元酸或二元醇分子中引入阻燃元素，如卤素、磷或硫，然后合成聚酯。该法的优点是阻燃性能持久且耐洗涤，缺点是工艺稍复杂，共聚型阻燃剂开发成本高，对聚酯的性能影响比较大。

（2）共混阻燃改性：此法是将普通聚酯与阻燃剂共混造粒后纺丝，由于不涉及聚合生产工艺的改变，所以简单易行，操作费用低，但纤维的阻燃耐久性比共聚改性方法差。但是要求添加的阻燃剂必须与聚酯的相容性要好，热稳定性要高。目前国内大多采用小分子有机物或无机物作为添加剂，添加量较多，对纤维的可纺性和力学性能影响较大。

（3）复合纺丝阻燃改性：通过改变纺丝工艺实现聚酯的阻燃，一般是纺丝时采用以阻燃聚酯为芯，一般聚酯为外皮的皮芯结构。这样可以防止阻燃剂过早分解，降低对阻燃剂热稳定性的要求，又能保持纤维原有性能。但是此法需要复杂的纺丝设备，限制了它的应用。

（4）聚酯纤维接枝改性：此法是将反应型阻燃剂接枝于聚酯纤维上（主要是表面接枝），阻燃效率取决于阻燃剂的化学结构及其接枝部位，可通过化学及等离子体法实现。但是该法对技术条件要求比较高，工艺路线复杂，难以工业化。

（5）聚酯织物的阻燃整理：聚酯织物浸渍或浸轧在含有阻燃剂的溶液里，然后进行交联使织物外层形成一层薄膜以达到阻燃效果，但阻燃耐久性不高，织物手感较差；同时对纤维的物理性能有一定损害，且加工成本较高。

因此，上述聚酯纤维阻燃化方法均存在一定的缺陷。近年来，随着塑料母粒生产技术的长足发展，各类功能母粒的发展也很快，功能母粒可以增加产品的功能同时又不会造成产品加工性能的降低。应用阻燃母粒作为聚酯纤维纺前助剂，在目前成为了阻燃聚酯纤维的主要的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃效果好、添加量小、使用方便、成本低廉和不影响产品加工性能的聚酯纤维纺前阻燃母粒及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：聚酯纤维纺前阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：树脂载体10%～30%、阻燃剂50%～80%、成核剂0.5%～2%、偶联剂0.5%～3%、分散剂2%～4%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的树脂载体为三元共聚树脂，是由对苯二甲酸二元醇酯、间苯二甲酸二元醇酯、对苯二甲酸多元醇酯的三种单体在催化剂及稳定剂作用下的共缩聚合物。

所述的阻燃剂为十溴二苯醚（DBDPO）或四溴双酚A双羟乙基醚（TBA-EO），其热分解温度在300℃以上。

所述的成核剂为滑石粉、高岭土、氢氧化铝、羧酸钠、苯甲酸钠中的一种。

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的分散剂为聚乙二醇、三羟甲基乙烷、硬脂酸钙、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的聚酯纤维纺前阻燃母粒的制备方法为：将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500～1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度140℃～180℃混合10～20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在270℃～290℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥后包装即得本发明的聚酯纤维纺前阻燃母粒。

本发明的有益效果是，本发明采用三元共聚树脂作为载体，具有与聚酯纤维有着良好的相容性，而且流动性好，所制得的阻燃母粒应用于聚酯纤维纺前阻燃改性的阻燃效果好，添加量小，热稳定性佳，成本低廉，使用简便和环境保护好、有利于健康生产等。本发明提供的制备方法简单实用，应用前景广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种聚酯纤维纺前阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：三元共聚树脂20%、十溴二苯醚（DBDPO）72%、滑石粉1.5%、钛酸酯偶联剂2%、聚乙二醇4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%，其中，三元共聚树脂是由对苯二甲酸二元醇酯、间苯二甲酸二元醇酯、对苯二甲酸多元醇酯的三种单体在催化剂及稳定剂作用下的共缩聚合物。

制备方法：将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500～1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度140℃～180℃混合10～20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在270℃～290℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥后包装即得本发明的聚酯纤维纺前阻燃母粒。

实施例2：

一种聚酯纤维纺前阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：三元共聚树脂10%、四溴双酚A双羟乙基醚（TBA-EO）80%、高岭土2%、硅烷偶联剂3%、三羟甲基乙烷4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%，其中，三元共聚树脂是由对苯二甲酸二元醇酯、间苯二甲酸二元醇酯、对苯二甲酸多元醇酯的三种单体在催化剂及稳定剂作用下的共缩聚合物。

制备方法：将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500～1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度140℃～180℃混合10～20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在270℃～290℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥后包装即得本发明的聚酯纤维纺前阻燃母粒。

实施例3：

一种聚酯纤维纺前阻燃母粒，其组分按质量百分数配比为：三元共聚树脂30%、十溴二苯醚（DBDPO）65%、氢氧化铝1%、铝钛复合偶联剂1.5%、硬脂酸钙2%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%，其中，三元共聚树脂是由对苯二甲酸二元醇酯、间苯二甲酸二元醇酯、对苯二甲酸多元醇酯的三种单体在催化剂及稳定剂作用下的共缩聚合物。

制备方法：将各组分按重量比例配料，然后加入转速在500～1500转/分钟的高速混合机中，在混合温度140℃～180℃混合10～20分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在270℃～290℃，螺杆转速为100～300转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、切粒、干燥后包装即得本发明的聚酯纤维纺前阻燃母粒。