一種高強滌綸共混型阻燃劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于阻燃劑的制備領域，特別設及一種高強涂絕共混型阻燃劑的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 涂絕是各種合成纖維中發展最快、產量最高、應用面最廣的一種合成纖維，多用于 衣料、窗簾、床上用品、室內裝飾等。但其極限氧指數只有21左右，屬于易燃性纖維，使用過 程中容易出現火災，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共聚阻燃涂絕，該方法生產的涂絕產品可紡性好，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有關， 共混阻燃改性不改變聚醋生產工藝，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，運對生命與財產安全構 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生有毒氣體，對環境無污染，但在實際應 用中仍存在耐熱性差，揮發性大等缺點，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泡沫層，隔熱、隔氧、抑煙，并能 避免烙滴現象，具有良好的阻燃性能。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術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、經濟，工藝簡單，便于工業化；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共混烙融區加入阻燃劑共混烙融，經過IV脫泡區和V環形緩冷區 后紡絲，拉伸倍數為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] 所述雙螺桿設備中螺桿長徑比為1:42~1:64,螺桿轉速為150~20化pm，噴絲板 孔數為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I前段預縮聚區溫度為200~250°C，壓力2300~3300化， II后段終縮聚區溫度為280~300°C，壓力50~150Pa。
[0016] 所述III共混烙融區的溫度為295~305°C，壓力為10~llMPa;IV脫泡區的溫度為 270~290°C，真空度為-0. 08~-0. 09MPa;V環形緩冷區的高度為100~200mm，溫度為 250 ~280 °C。
[0017] 本發明的制備方法設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 化酬轉變為締醇，然后親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 備中進行，制備方法簡單，可用于工業化生產，具有顯著的經濟和社會效益；
[0020] (2)本發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 指數達到31 %W上，且遇火后低煙無毒，減少了對環境的污染和對人身體健康的損害；
[0021] (3)本發明制備得到的阻燃劑為憐/氮膨脹型阻燃劑，阻燃效果優良且與涂絕能 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為本發明中共混型阻燃劑的合成機理。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，運些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可W對本發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I前段預縮聚 區，溫度為200°C，壓力3300化，在此區域PTA與EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段終縮聚區，溫度為280°C，壓力150Pa，在此區域終縮聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融區加入制得的阻燃劑PN-1(占PTA和EG總量的2wt%)與之共混烙融， 溫度為295°C，壓力llMPa，經過IV脫泡區（溫度為270°C，真空度-O.OSMPa)和V環形緩冷 區（高度為100mm，溫度為280°C)后按照常規高強涂絕烙融紡絲方法進行紡絲，拉伸倍數 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33. 1 %。 其中所用雙螺桿長徑比為1:42,螺桿轉速為20化pm，噴絲板孔數為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I前段預縮聚 區，溫度為210。壓力3000Pa，在此區域PTA與EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段終縮聚區，溫度為280°C，壓力150Pa，在此區域終縮聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融區加入制得的阻燃劑PN-2(占PTA和EG總量的3wt%)與之共混烙融， 溫度為295°C，壓力llMPa，經過IV脫泡區（溫度為275°C，真空度-O.OSMPa)和V環形緩冷 區（高度為150mm，溫度為270°C)后按照常規高強涂絕烙融紡絲方法進行紡絲，拉伸倍數 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37. 8 %。 其中所用雙螺桿長徑比為1:46,螺桿轉速為19化pm，噴絲板孔數為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：在雙螺桿設備中，將對苯二甲酸（PTA)和 稍過量乙二醇巧G