一种高强涤纶共混型阻燃剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃剂的制备领域，特别设及一种高强涂绝共混型阻燃剂的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 涂绝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，多用于 衣料、窗帘、床上用品、室内装饰等。但其极限氧指数只有21左右，属于易燃性纤维，使用过 程中容易出现火灾，因此对涂绝纤维的阻燃改性就显得尤为重要。
[0003] 涂绝原丝的阻燃改性主要有共聚改性、共混改性两种方法。共聚阻燃改性是在涂 绝制造过程中加入含有两个或两个W上活性官能团并含有一定阻燃元素的化合物做阻燃 单体通过共聚方法生产共聚阻燃涂绝，该方法生产的涂绝产品可纺性好，阻燃效果均匀持 久。共混阻燃改性即在纺丝烙体中加入阻燃剂，纤维的阻燃效果与所有阻燃剂的性质有关， 共混阻燃改性不改变聚醋生产工艺，品种更换灵活，适用面较广，目前包括东洋纺、东丽、帝 人、杜邦、赫斯特等公司开发出多种共混阻燃涂绝纤维。
[0004] 目前阻燃剂的种类主要有面系、憐系、氮系化及憐/氮系（膨胀型阻燃剂）等。含 面素的阻燃材料在燃烧时易放出有刺激性和腐蚀性的面化氨气体，运对生命与财产安全构 成严重威胁，因为阻燃剂的无面化在全球的呼声甚高。憐系阻燃剂是与面系阻燃剂并重的 一类阻燃剂，品种多、用途广。憐系阻燃剂分解不产生有毒气体，对环境无污染，但在实际应 用中仍存在耐热性差，挥发性大等缺点，并且仅仅使用含憐元素的阻燃剂有时难W达到特 定的阻燃要求。氮系阻燃剂往往与其他阻燃元素并用W获得较佳的阻燃效果。膨胀型阻燃 剂W憐、氮为主要元素，受热时表面能生成一层均匀的炭质泡沫层，隔热、隔氧、抑烟，并能 避免烙滴现象，具有良好的阻燃性能。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高强涂绝共混型阻燃剂的制备方法，该方 法便捷、绿色、经济，工艺简单，便于工业化；制备得到的阻燃剂阻燃效果均匀持久，色相好， 可纺性好。
[0006] 本发明的一种高强涂绝共混型阻燃剂的制备方法，包括：25~35°C，在揽拌条件 下，将醒类滴加到胺类化合物中，反应30~45min，在25~35°C下加入憐酸醋类化合物， 40~60°C下，回流反应5~7h，得到共混型阻燃剂；其中，醒类、憐酸醋类化合物和胺类的 摩尔比为0. 8~1 :1 :1。
[0007] 所述醒类为甲醒。
[0008] 所述胺类化合物为异丙醇胺、二乙締Ξ胺或者四乙締五胺。
[0009] 所述憐酸醋类化合物为亚憐酸二甲醋或亚憐酸二乙醋。
[0010] 所述共混型阻燃剂用于高强阻燃涂绝的制备。
[0011] 所述共混型阻燃剂为共混型膨胀系阻燃剂。
[0012] 所述高强阻燃涂绝的制备包括：在双螺杆设备中，将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG W直接醋化法共聚，在III共混烙融区加入阻燃剂共混烙融，经过IV脱泡区和V环形缓冷区 后纺丝，拉伸倍数为4. 5~5倍，得到高强阻燃涂绝；其中，阻燃剂添加量为PTA和EG总量 的2~5wt%。
[0013] 所述双螺杆设备中螺杆长径比为1:42~1:64,螺杆转速为150~20化pm，喷丝板 孔数为500~3000,孔径为0. 1~0. 4mm。
[0014] 所述阻燃剂使用前在100~150°C下干燥8~lOh。
[0015] 所述共聚分为两个区I前段预缩聚区溫度为200~250°C，压力2300~3300化， II后段终缩聚区溫度为280~300°C，压力50~150Pa。
[0016] 所述III共混烙融区的溫度为295~305°C，压力为10~llMPa;IV脱泡区的溫度为 270~290°C，真空度为-0. 08~-0. 09MPa;V环形缓冷区的高度为100~200mm，溫度为 250 ~280 °C。
[0017] 本发明的制备方法设计的反应机理为亚憐酸醋的类Mannich反应，通常认为是胺 与醒（酬）反应失去一分子水生成一个很活泼的亲电试剂一一亚甲胺碳正离子，酸同时催 化酬转变为締醇，然后亲电试剂与締醇进行亲电加成反应，得到β-氨（胺）甲基酬类化合 物。此化合物具有阻燃性能，并且在与阳Τ共混时能够与之有较好的相容性。 阳酬有益效果
[0019] (1)本发明的制备方法中高强阻燃涂绝的聚合、共混挤出、脱泡都在同一双螺杆设 备中进行，制备方法简单，可用于工业化生产，具有显著的经济和社会效益；
[0020] (2)本发明制备得到的阻燃剂应用于高强阻燃涂绝的制备，得到的织物的极限氧 指数达到31 %W上，且遇火后低烟无毒，减少了对环境的污染和对人身体健康的损害；
[0021] (3)本发明制备得到的阻燃剂为憐/氮膨胀型阻燃剂，阻燃效果优良且与涂绝能 够形成很好的相容性，基本不会影响涂绝的高强度。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明中共混型阻燃剂的合成机理。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，运些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可W对本发明作各种改动或修改，运些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 阳〇24] 实施例1
[0025] (1)阻燃剂的制备：在25°C下将甲醒在揽拌状态下滴加到装有异丙醇胺的圆底 烧瓶中，滴加完毕后室溫反应45min，然后将亚憐酸二甲醋在30°C下缓慢滴入，随后升溫至 50°C反应回流化制成一种憐氮膨胀系阻燃剂PN-1 (表1)，其中甲醒、异丙醇胺、亚憐酸二甲 醋的摩尔比为1 :1 :1 ;
[0026] 似干燥：将制得的阻燃剂PN-1在100°C下进行干燥lOh;
[0027] (3)高强涂绝的聚合W及共混烙融纺丝：在双螺杆设备中，将对苯二甲酸（PTA)和 稍过量乙二醇巧G)(摩尔比为1 :1. 1)W直接醋化法共聚，共聚段分为两个区I前段预缩聚 区，溫度为200°C，压力3300化，在此区域PTA与EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段终缩聚区，溫度为280°C，压力150Pa，在此区域终缩聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融区加入制得的阻燃剂PN-1(占PTA和EG总量的2wt%)与之共混烙融， 溫度为295°C，压力llMPa，经过IV脱泡区（溫度为270°C，真空度-O.OSMPa)和V环形缓冷 区（高度为100mm，溫度为280°C)后按照常规高强涂绝烙融纺丝方法进行纺丝，拉伸倍数 为4. 5倍，得到高强阻燃涂绝，强度7.eCNMtex，断裂伸长率15. 7 %，极限氧指数33. 1 %。 其中所用双螺杆长径比为1:42,螺杆转速为20化pm，喷丝板孔数为500,孔径为0. 4mm。 阳0測实施例2
[0029] (1)阻燃剂的制备：在30°C下将甲醒在揽拌状态下滴加到装有二乙締Ξ胺的圆底 烧瓶中，滴加完毕后室溫反应40min，然后将亚憐酸二甲醋在35°C下缓慢滴入，随后升溫至 60°C反应回流化制成一种憐氮膨胀系阻燃剂PN-2(表1)，其中甲醒、二乙締；胺、亚憐酸二 甲醋的摩尔比为0. 9 :1 :1 ;
[0030] 似干燥：将制得的阻燃剂PN-2在110°C下进行干燥化；
[0031] (3)高强涂绝的聚合W及共混烙融纺丝：在双螺杆设备中，将对苯二甲酸（PTA)和 稍过量乙二醇巧G)(摩尔比为1 :1. 1)W直接醋化法共聚，共聚段分为两个区I前段预缩聚 区，溫度为210。压力3000Pa，在此区域PTA与EG先醋化成低聚合度（N= 1~4)的聚醋， II后段终缩聚区，溫度为280°C，压力150Pa，在此区域终缩聚成高聚合度（N= 150~200) 聚醋，在III共混烙融区加入制得的阻燃剂PN-2(占PTA和EG总量的3wt%)与之共混烙融， 溫度为295°C，压力llMPa，经过IV脱泡区（溫度为275°C，真空度-O.OSMPa)和V环形缓冷 区（高度为150mm，溫度为270°C)后按照常规高强涂绝烙融纺丝方法进行纺丝，拉伸倍数 为4. 6倍，得到高强阻燃涂绝，强度8.OCNMtex，断裂伸长率13. 9 %，极限氧指数37. 8 %。 其中所用双螺杆长径比为1:46,螺杆转速为19化pm，喷丝板孔数为1000,孔径为0. 3mm。 阳0巧 实施例3
[0033] (1)阻燃剂的制备：在35°C下将甲醒在揽拌状态下滴加到装有四乙締五胺的圆底 烧瓶中，滴加完毕后室溫反应35min，然后将亚憐酸二甲醋在35°C下缓慢滴入，随后升溫至 60°C反应回流化制成一种憐氮膨胀系阻燃剂PN-3 (表1)，其中甲醒、四乙締五胺、亚憐酸二 甲醋的摩尔比为0.8:1 :1;
[0034] 似干燥：将制得的阻燃剂PN-3在120°C下进行干燥化；
[0035] (3)高强涂绝的聚合W及共混烙融纺丝：在双螺杆设备中，将对苯二甲酸（PTA)和 稍过量乙二醇巧G