一種高強滌綸共混型阻燃劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于阻燃劑的制備領(lǐng)域，特別設(shè)及一種高強涂絕共混型阻燃劑的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂絕是各種合成纖維中發(fā)展最快、產(chǎn)量最高、應用面最廣的一種合成纖維，多用于 衣料、窗簾、床上用品、室內(nèi)裝飾等。但其極限氧指數(shù)只有21左右，屬于易燃性纖維，使用過 程中容易出現(xiàn)火災，因此對涂絕纖維的阻燃改性就顯得尤為重要。
[0003] 涂絕原絲的阻燃改性主要有共聚改性、共混改性兩種方法。共聚阻燃改性是在涂 絕制造過程中加入含有兩個或兩個W上活性官能團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)共聚阻燃涂絕，該方法生產(chǎn)的涂絕產(chǎn)品可紡性好，阻燃效果均勻持 久。共混阻燃改性即在紡絲烙體中加入阻燃劑，纖維的阻燃效果與所有阻燃劑的性質(zhì)有關(guān)， 共混阻燃改性不改變聚醋生產(chǎn)工藝，品種更換靈活，適用面較廣，目前包括東洋紡、東麗、帝 人、杜邦、赫斯特等公司開發(fā)出多種共混阻燃涂絕纖維。
[0004] 目前阻燃劑的種類主要有面系、憐系、氮系化及憐/氮系（膨脹型阻燃劑）等。含 面素的阻燃材料在燃燒時易放出有刺激性和腐蝕性的面化氨氣體，運對生命與財產(chǎn)安全構(gòu) 成嚴重威脅，因為阻燃劑的無面化在全球的呼聲甚高。憐系阻燃劑是與面系阻燃劑并重的 一類阻燃劑，品種多、用途廣。憐系阻燃劑分解不產(chǎn)生有毒氣體，對環(huán)境無污染，但在實際應 用中仍存在耐熱性差，揮發(fā)性大等缺點，并且僅僅使用含憐元素的阻燃劑有時難W達到特 定的阻燃要求。氮系阻燃劑往往與其他阻燃元素并用W獲得較佳的阻燃效果。膨脹型阻燃 劑W憐、氮為主要元素，受熱時表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，隔熱、隔氧、抑煙，并能 避免烙滴現(xiàn)象，具有良好的阻燃性能。

【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涂絕共混型阻燃劑的制備方法，該方 法便捷、綠色、經(jīng)濟，工藝簡單，便于工業(yè)化；制備得到的阻燃劑阻燃效果均勻持久，色相好， 可紡性好。
[0006] 本發(fā)明的一種高強涂絕共混型阻燃劑的制備方法，包括：25~35°C，在攬拌條件 下，將醒類滴加到胺類化合物中，反應30~45min，在25~35°C下加入憐酸醋類化合物， 40~60°C下，回流反應5~7h，得到共混型阻燃劑；其中，醒類、憐酸醋類化合物和胺類的 摩爾比為0. 8~1 :1 :1。
[0007] 所述醒類為甲醒。
[0008] 所述胺類化合物為異丙醇胺、二乙締Ξ胺或者四乙締五胺。
[0009] 所述憐酸醋類化合物為亞憐酸二甲醋或亞憐酸二乙醋。
[0010] 所述共混型阻燃劑用于高強阻燃涂絕的制備。
[0011] 所述共混型阻燃劑為共混型膨脹系阻燃劑。
[0012] 所述高強阻燃涂絕的制備包括：在雙螺桿設(shè)備中，將對苯二甲酸PTA和乙二醇EG W直接醋化法共聚，在III共混烙融區(qū)加入阻燃劑共混烙融，經(jīng)過IV脫泡區(qū)和V環(huán)形緩冷區(qū) 后紡絲，拉伸倍數(shù)為4. 5~5倍，得到高強阻燃涂絕；其中，阻燃劑添加量為PTA和EG總量 的2~5wt%。
[0013] 所述雙螺桿設(shè)備中螺桿長徑比為1:42~1:64,螺桿轉(zhuǎn)速為150~20化pm，噴絲板 孔數(shù)為500~3000,孔徑為0. 1~0. 4mm。
[0014] 所述阻燃劑使用前在100~150°C下干燥8~lOh。
[0015] 所述共聚分為兩個區(qū)I前段預縮聚區(qū)溫度為200~250°C，壓力2300~3300化， II后段終縮聚區(qū)溫度為280~300°C，壓力50~150Pa。
[0016] 所述III共混烙融區(qū)的溫度為295~305°C，壓力為10~llMPa;IV脫泡區(qū)的溫度為 270~290°C，真空度為-0. 08~-0. 09MPa;V環(huán)形緩冷區(qū)的高度為100~200mm，溫度為 250 ~280 °C。
[0017] 本發(fā)明的制備方法設(shè)計的反應機理為亞憐酸醋的類Mannich反應，通常認為是胺 與醒（酬）反應失去一分子水生成一個很活潑的親電試劑一一亞甲胺碳正離子，酸同時催 化酬轉(zhuǎn)變?yōu)榫喆迹缓笥H電試劑與締醇進行親電加成反應，得到β-氨（胺）甲基酬類化合 物。此化合物具有阻燃性能，并且在與陽Τ共混時能夠與之有較好的相容性。 陽酬有益效果
[0019] (1)本發(fā)明的制備方法中高強阻燃涂絕的聚合、共混擠出、脫泡都在同一雙螺桿設(shè) 備中進行，制備方法簡單，可用于工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益；
[0020] (2)本發(fā)明制備得到的阻燃劑應用于高強阻燃涂絕的制備，得到的織物的極限氧 指數(shù)達到31 %W上，且遇火后低煙無毒，減少了對環(huán)境的污染和對人身體健康的損害；
[0021] (3)本發(fā)明制備得到的阻燃劑為憐/氮膨脹型阻燃劑，阻燃效果優(yōu)良且與涂絕能 夠形成很好的相容性，基本不會影響涂絕的高強度。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明中共混型阻燃劑的合成機理。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，運些實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W對本發(fā)明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。 陽〇24] 實施例1
[0025] (1)阻燃劑的制備：在25°C下將甲醒在攬拌狀態(tài)下滴加到裝有異丙醇胺的圓底 燒瓶中，滴加完畢后室溫反應45min，然后將亞憐酸二甲醋在30°C下緩慢滴入，隨后升溫至 50°C反應回流化制成一種憐氮膨脹系阻燃劑PN-1 (表1)，其中甲醒、異丙醇胺、亞憐酸二甲 醋的摩爾比為1 :1 :1 ;
[0026] 似干燥：將制得的阻燃劑PN-1在100°C下進行干燥lOh;
[0027] (3)高強涂絕的聚合W及共混烙融紡絲：在雙螺桿設(shè)備中，將對苯二甲酸（PTA)和 稍過量乙二醇巧G)(摩爾比為1 :1. 1)W直接醋化法共聚，共聚段分為兩個區(qū)I前段預縮聚 區(qū)，溫度為200°C，壓力3300化，在此區(qū)域PTA與EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段終縮聚區(qū)，溫度為280°C，壓力150Pa，在此區(qū)域終縮聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融區(qū)加入制得的阻燃劑PN-1(占PTA和EG總量的2wt%)與之共混烙融， 溫度為295°C，壓力llMPa，經(jīng)過IV脫泡區(qū)（溫度為270°C，真空度-O.OSMPa)和V環(huán)形緩冷 區(qū)（高度為100mm，溫度為280°C)后按照常規(guī)高強涂絕烙融紡絲方法進行紡絲，拉伸倍數(shù) 為4. 5倍，得到高強阻燃涂絕，強度7.eCNMtex，斷裂伸長率15. 7 %，極限氧指數(shù)33. 1 %。 其中所用雙螺桿長徑比為1:42,螺桿轉(zhuǎn)速為20化pm，噴絲板孔數(shù)為500,孔徑為0. 4mm。 陽0測實施例2
[0029] (1)阻燃劑的制備：在30°C下將甲醒在攬拌狀態(tài)下滴加到裝有二乙締Ξ胺的圓底 燒瓶中，滴加完畢后室溫反應40min，然后將亞憐酸二甲醋在35°C下緩慢滴入，隨后升溫至 60°C反應回流化制成一種憐氮膨脹系阻燃劑PN-2(表1)，其中甲醒、二乙締；胺、亞憐酸二 甲醋的摩爾比為0. 9 :1 :1 ;
[0030] 似干燥：將制得的阻燃劑PN-2在110°C下進行干燥化；
[0031] (3)高強涂絕的聚合W及共混烙融紡絲：在雙螺桿設(shè)備中，將對苯二甲酸（PTA)和 稍過量乙二醇巧G)(摩爾比為1 :1. 1)W直接醋化法共聚，共聚段分為兩個區(qū)I前段預縮聚 區(qū)，溫度為210。壓力3000Pa，在此區(qū)域PTA與EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段終縮聚區(qū)，溫度為280°C，壓力150Pa，在此區(qū)域終縮聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融區(qū)加入制得的阻燃劑PN-2(占PTA和EG總量的3wt%)與之共混烙融， 溫度為295°C，壓力llMPa，經(jīng)過IV脫泡區(qū)（溫度為275°C，真空度-O.OSMPa)和V環(huán)形緩冷 區(qū)（高度為150mm，溫度為270°C)后按照常規(guī)高強涂絕烙融紡絲方法進行紡絲，拉伸倍數(shù) 為4. 6倍，得到高強阻燃涂絕，強度8.OCNMtex，斷裂伸長率13. 9 %，極限氧指數(shù)37. 8 %。 其中所用雙螺桿長徑比為1:46,螺桿轉(zhuǎn)速為19化pm，噴絲板孔數(shù)為1000,孔徑為0. 3mm。 陽0巧 實施例3
[0033] (1)阻燃劑的制備：在35°C下將甲醒在攬拌狀態(tài)下滴加到裝有四乙締五胺的圓底 燒瓶中，滴加完畢后室溫反應35min，然后將亞憐酸二甲醋在35°C下緩慢滴入，隨后升溫至 60°C反應回流化制成一種憐氮膨脹系阻燃劑PN-3 (表1)，其中甲醒、四乙締五胺、亞憐酸二 甲醋的摩爾比為0.8:1 :1;
[0034] 似干燥：將制得的阻燃劑PN-3在120°C下進行干燥化；
[0035] (3)高強涂絕的聚合W及共混烙融紡絲：在雙螺桿設(shè)備中，將對苯二甲酸（PTA)和 稍過量乙二醇巧G