專利名稱：一種阻燃型九孔聚酯纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃九孔聚酯纖維的制造方法，特別是使用一種磷系 共聚阻燃滌綸切片生產(chǎn)九孔聚酯纖維的制備方法，屬于滌綸化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滌綸(聚酯纖維)的阻燃改性有共混改性、共聚改性兩種方法。共混 改性是在滌綸制造過程中添加共混阻燃劑制共混阻燃滌綸切片或紡絲過程 中添加阻燃劑制阻燃滌綸纖維，共混法因阻燃劑在產(chǎn)品中分散性差，難以 與熔體混合均勻，紡絲時易游離出來，造成紡絲困難，影響產(chǎn)品的阻燃效
果及纖維的物理性能；共聚改性是在滌綸制造過程中加入含有兩個或兩個 以上活性官能團(tuán)并含有一定阻燃元素的化合物做阻燃單體通過共聚方法生 產(chǎn)共聚阻燃滌綸，該方法生產(chǎn)的漆綸產(chǎn)品可紡性好，阻燃效果均勻持久。 滌綸的阻燃改性就采用的阻燃元素而言，最初采用鹵素作為阻燃元素，由 于鹵素屬于氣相阻燃機(jī)理，具有發(fā)煙大且易產(chǎn)生鹵素氣體而腐蝕加工設(shè)備 的缺點。
采取直接加入阻燃劑的方法可以制備磷系共聚阻燃滌綸切片，采用2-羧乙基苯磷酸做共聚阻燃劑通過直接酯化法路線生產(chǎn)阻燃聚醋己有報道， 其工藝路線是阻燃劑直接加入到體系中，該工藝路線存在以下缺點(1) 阻燃劑生產(chǎn)工藝導(dǎo)致阻燃劑不可避免地含有氯離子，因此腐蝕切片生產(chǎn)設(shè) 備，切片中鐵含量高，可紡性下降。(2)該生產(chǎn)工藝對阻燃劑純度有較高 要求，否則會影響酯化反應(yīng)速度。(3)阻燃劑參與酯化反應(yīng)，由于阻燃劑 分解溫度低，限制酯化溫度不可能高，否則會引起阻燃劑分解，影響阻燃 效果。(4)阻燃劑中殘存還原物質(zhì)，將催化劑三氧化二銻還原為銻，導(dǎo)致切片色相差，甚至發(fā)灰。(5)同時由于阻燃劑已實現(xiàn)國產(chǎn)化，但由于生產(chǎn) 廠家的實際情況，采購的阻燃劑未經(jīng)干燥，含有大量的水分，約在20%，給 實際生產(chǎn)帶來不利影響，如何使用含水阻燃劑生產(chǎn)高質(zhì)量的阻燃切片成為 新的課題，同時解決阻燃劑不經(jīng)干燥即可使用的課題，也可減少阻燃劑干 燥過程，從而減少阻燃劑生產(chǎn)成本。
針對以上問題，本發(fā)明采用一種全新生產(chǎn)工藝，將阻燃劑2-羧乙基苯 磷酸首先與乙二醇(EG)進(jìn)行酯化反應(yīng)，蒸餾提純，配制成阻燃劑的乙二 醇(EG)溶液，在聚酯制備過程酯化結(jié)束后將其加入，通過共聚方法制備 阻燃滌綸切片，有效的除去反應(yīng)體系中的氯離子，切片質(zhì)量明顯提高，切 片熔點提高100。C到250 °C以上，鐵離子含量由9ppm降低到2ppm ，切 片色相提高，L值升高，b值下降，切片可紡性大大提高。同時對阻燃劑純 度要求下降，可以節(jié)省阻燃劑生產(chǎn)的干燥步驟，使阻燃劑成本下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的磷系共聚阻燃滌綸切片制 成阻燃型九孔聚酯纖維的制備方法。
本發(fā)明的方法包括使用精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、催化劑、 助劑進(jìn)行酯化、共聚，采用磷系共聚阻燃劑，在酯化后聚合前加入到體系 內(nèi)，通過共聚方法制備阻燃滌綸切片，控制阻燃劑加入量在切片中的含量 為2-6wt。/。(重量百分比，下同)，并將阻燃滌綸切片制成阻燃型的九孔聚 酯纖維。 具體方法如下
本發(fā)明采用的阻燃劑為磷系共聚阻燃劑2,乙基苯磷酸，其分子式為 上述阻燃劑可含水2 - 30 wt °/。。
上述阻燃劑先配成阻燃劑的乙二醇(EG)調(diào)制液，其阻燃劑含量為20 -60wt%。
4步驟A:阻燃劑調(diào)制液的制備。按阻燃劑含20-60wt %的比例加入阻 燃劑2-羧乙基苯磷酸及乙二醇(EG)，攪拌，升溫至140-160 °C ，調(diào)制 液均相后過濾備用；
步驟B:酯化反應(yīng)，將化學(xué)合成纖維基礎(chǔ)材料精對苯二甲酸(PTA)、乙 二醇(EG)、分散劑、酯交換催化劑、縮聚催化劑，乙二醇(EG )、精對 苯二甲酸(PTA)按摩爾比為1.2 -1.3的比例加入，升溫至內(nèi)部溫度到 180-22(TC進(jìn)行酯化反應(yīng)，脫出甲醇制得單體(對苯二甲酸二乙二醇酯)；
步驟C:酯化物壓入聚合釜，按阻燃劑在切片中的含量為2-6wt %的 比例加入備好的阻燃劑的乙二醇(EG )溶液，攪拌均勻，按常規(guī)聚合工藝 聚合，減壓，開啟真空泵，緊接著在縮聚反應(yīng)釜中抽出過量的乙二醇，速 度以每10分鐘減壓100mmHg的方法，直至抽出全部的過量乙二醇，進(jìn)入 高真空階段；
步驟D:縮聚反應(yīng)，在高真空狀態(tài)下，溫度調(diào)至280-30CTC，對含功能 粉體槳料的單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，脫出醇，得到功能聚酯，此時，納米功能 劑將以分子狀態(tài)均勻分布在所得的聚酯中；
步驟E:出料，在縮聚反應(yīng)過程中，分子量不斷上升，當(dāng)分子量達(dá)標(biāo)后， 向熔體高壓沖給氮氣，熔體聚酯將以一定的形狀在冷卻水槽中急速冷卻， 將其制備成粉粒，即得具有阻燃功能的聚酯產(chǎn)品聚合結(jié)束后出料、切粒得 阻燃聚酯切片；
步驟F:采用異形孔噴絲板制取阻燃中空九孔聚酯纖維。 本發(fā)明采用的阻燃劑2 ,乙基苯磷酸特性如下
外觀白色或微黃色粉末
磷含量14 . 5 士 0 . 5 % 酸值522 . 0 士 4 .OmgKOH /g 熔點>152 °C
5穩(wěn)定性熱分解初始溫度為258 °C 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點
1、 所用阻燃劑為磷系共聚阻燃劑，穩(wěn)定性好、無鹵、無毒，紡絲過程無煙 無味，環(huán)境清潔。
2、 產(chǎn)品為共聚阻燃九孔聚酯纖維，阻燃成分以化學(xué)鍵結(jié)合在聚酯大分子鏈 上，與共混阻燃切片相比，阻燃效果均勻且持久。
3、 阻燃劑經(jīng)過預(yù)先調(diào)制為阻燃劑的乙二醉(EG)溶液，在酯化結(jié)束后聚合 前加入，切片熔點高，色相好，對反應(yīng)釜無腐蝕。
4、 生產(chǎn)裝置及其他工藝參數(shù)與常規(guī)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)相同， 易生產(chǎn)推廣。
具體實施例方式
本發(fā)明是通過以下步驟實現(xiàn)的
步驟A:阻燃劑調(diào)制液的制備。按阻燃劑含20-60wt %的比例加入阻 燃劑2-羧乙基苯磷酸及乙二醇(EG)，攪拌，升溫至140-160 。C ，調(diào)制 液均相后過濾備用；
步驟B:酯化反應(yīng)，將化學(xué)合成纖維基礎(chǔ)材料精對苯二甲酸(PTA)、乙 二醇(EG)、分散劑、酯交換催化劑、縮聚催化劑，乙二醇(EG )、精對 苯二甲酸(PTA)按摩爾比為1.2 -1.3的比例加入，升溫至內(nèi)部溫度到 180-220。C進(jìn)行酯化反應(yīng)，脫出甲醇制得單體(對苯二甲酸二乙二醇酯)；
步驟C:酯化物壓入聚合釜，按阻燃劑在切片中的含量為2-6wt %的 比例加入備好的阻燃劑的乙二醇(EG )溶液，攪拌均勻，按常規(guī)聚合工藝 聚合，減壓，開啟真空泵，緊接著在縮聚反應(yīng)釜中的抽出過量的乙二醇， 速度以每10分鐘減壓100mmHg的方法，直至抽出全部的過量乙二醇，進(jìn) 入高真空階段；
步驟D:縮聚反應(yīng)，在高真空狀態(tài)下，溫度調(diào)至280-30CTC ，對含功能粉體漿料的單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，脫出醇，得到功能聚酯，此時，納米功能
劑將以分子狀態(tài)均勻分布在所得的聚酯中；
步驟E:出料，在縮聚反應(yīng)過程中，分子量不斷上升，當(dāng)分子量達(dá)標(biāo)后， 向熔體高壓沖給氮氣，熔體聚酯將以一定的形狀在冷卻水槽中急速冷卻， 將其制備成粉粒，即得具有阻燃功能的聚酯產(chǎn)品聚合結(jié)束后出料、切粒得 阻燃聚酯切片；
步驟F:采用異形孔噴絲板制取阻燃中空九孔聚酯纖維。
實施例1:取100kg乙二醇(EG)加入調(diào)制罐，在攪拌下加入100kg阻 燃劑2-羧乙基苯磷酸，升溫至160。C得50wt %阻燃劑的乙二醇(EG)調(diào) 制液。
取2000kg精對苯二甲酸(PTA)、 950kg乙二醉(EG)加入打漿釜打漿， 打漿均勻后連續(xù)進(jìn)入酯化釜，在255°C溫度下常壓酯化，酯化出水440kg結(jié) 束，移入聚合釜，加入190kg設(shè)g上述阻燃劑調(diào)制液，在低真空下，溫度 240-27(TC下預(yù)聚縮，在高真空下，溫度282。C聚合得滌綸切片。采用異形 孔噴絲板制取阻燃九孔中空纖維。
權(quán)利要求
1.一種阻燃型九孔聚酯纖維的制造方法，其特征在于實現(xiàn)步驟為步驟A阻燃劑調(diào)制液的制備。按阻燃劑含20-60wt％的比例加入阻燃劑2-羧乙基苯磷酸及乙二醇(EG)，攪拌，升溫至140-160℃，調(diào)制液均相后過濾備用；步驟B酯化反應(yīng)，將化學(xué)合成纖維基礎(chǔ)材料精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、分散劑、酯交換催化劑、縮聚催化劑，乙二醇(EG)、精對苯二甲酸(PTA)按摩爾比為1.2-1.3的比例加入，升溫至內(nèi)部溫度到180-220℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，脫出甲醇制得單體(對苯二甲酸二乙二醇酯)；步驟C酯化物壓入聚合釜，按阻燃劑在切片中的含量為2-6wt％的比例加入備好的阻燃劑的乙二醇(EG)溶液，攪拌均勻，按常規(guī)聚合工藝聚合，減壓，開啟真空泵，緊接著在縮聚反應(yīng)釜中抽出過量的乙二醇，速度以每10分鐘減壓100mmHg的方法，直至抽出全部的過量乙二醇，進(jìn)入高真空階段；步驟D縮聚反應(yīng)，在高真空狀態(tài)下，溫度調(diào)至280-300℃，對含功能粉體漿料的單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，脫出醇，得到功能聚酯，此時，納米功能劑將以分子狀態(tài)均勻分布在所得的聚酯中；步驟E出料，在縮聚反應(yīng)過程中，分子量不斷上升，當(dāng)分子量達(dá)標(biāo)后，向熔體高壓沖給氮氣，熔體聚酯將以一定的形狀在冷卻水槽中急速冷卻，將其制備成粉粒，即得具有阻燃功能的聚酯產(chǎn)品聚合結(jié)束后出料、切粒得阻燃聚酯切片；步驟F采用異形孔噴絲板制取阻燃中空九孔聚酯纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃型九孔聚酯纖維的制造方法，特別是使用一種磷系共聚阻燃滌綸切片生產(chǎn)九孔聚酯纖維的制備方法。本發(fā)明的方法包括使用精對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、催化劑、助劑進(jìn)行酯化、共聚，采用磷系共聚阻燃劑，在酯化后聚合前加入到體系內(nèi)，通過共聚方法制備阻燃滌綸切片，控制阻燃劑加入量在切片中的含量為2-6wt％(重量百分比，下同)，并將阻燃滌綸切片制成阻燃型的九孔聚酯纖維。
文檔編號D01F6/84GK101638814SQ20081004129
公開日2010年2月3日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者夏海天, 張建君 申請人:上海甲秀工業(yè)設(shè)計有限公司