本发明属于涤纶丝的制备方法领域，特别涉及一种高强阻燃涤纶长丝的制备方法。
背景技术：
涤纶纤维是各种合成纤维中发展最快、产量最高、用量最大的纤维，是当前合成纤维的第一大品种。它性能优良、价格低廉，在国防、工业用布和民用服装等方面发挥了很大的用处。特别是在纤维领域，缩聚所制得的聚酯切片通过熔融纺丝制成涤纶纤维，这种纤维具有较高的断裂强度和弹性模量，回弹性适中，耐光、耐热、耐腐蚀等优良特性，因此从涤纶纤维问世以来便获得了快速的发展。涤纶纤维属于熔融型可燃纤维，其极限氧指数只有22％左右，不能满足一些领域对阻燃性能的要求，对其进行阻燃研究显得尤为重要。纤维的阻燃可使织物在火焰中的可燃性降低，火焰蔓延速度减慢，火焰移去后，织物能很快自熄不会复燃，阻止了火灾或危机人生命安全的情况发生。涤纶分子中缺乏亲水基团，涤纶吸湿性很差，易起球，产生静电。在相对湿度65％，温度25℃的环境中，体积电阻系数高达10^16Ω*cm。像煤井这种低湿、粉尘多等场合，更容易积聚电荷，引发爆炸等安全隐患。与棉、麻和真丝等天然面料相比，涤纶的静电问题严重影响其工业发展。因此，消除涤纶的静电，并赋予其阻燃性能，已成为急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强阻燃涤纶长丝的制备方法，该方法制备得到的涤纶长丝强度高达9-12CN/dtex，纤维氧指数达到35.9以上，满足了现代化工业对涤纶长丝的使用要求，应用于煤矿井下。本发明的一种高强阻燃涤纶长丝的制备方法，包括：(1)将对苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到双螺杆设备的前部加料口共聚，得到PET；其中，EG与PTA的摩尔比为1.1～1.2：1；(2)在双螺杆设备中部加料口，加入阻燃剂和抗静电剂，与PET共混，高温剪切，得到纺丝熔体；其中，双螺杆中温度为280-310℃，压力为20-30MPa；阻燃剂的用量为PTA和EG总量的2-8wt％，抗静电剂的用量为PTA和EG总量的1-3wt％；(3)将步骤(2)中得到的纺丝熔体挤入纺丝组件中，在恒温恒湿的环境中环吹风，冷却，得到初生纤维；其中，环吹风的温度为20-30℃，风速为1-3m/s，导丝辊速度为800-1500m/min；(4)将步骤(3)中的初生纤维经过180-200℃的热油一级牵伸和沸水二级牵伸，热定型，洗涤，干燥，卷绕，得到高强阻燃涤纶长丝。所述步骤(1)中共聚为直接酯化法，反应温度为225-250℃，压力为4-5kg/cm2，采用连续式热N2保护法。所述步骤(2)中阻燃剂为聚磷酸胺、五氧化二锑或者聚氯乙烯。所述步骤(2)中抗静电剂为聚苯胺、壳聚糖或者聚甲基丙烯酰胺。所述步骤(1)和步骤(2)中双螺杆长径比为42～64，螺杆转速为100～200rpm。所述步骤(3)中恒温恒湿的环境温度为23±2℃，湿度为60±3％。所述步骤(3)中纺丝组件的喷丝板规格为500-3000孔，孔径为0.1-0.4mm。所述步骤(4)中热油一级牵伸的牵伸辊速度为2000-4000m/min，沸水二级牵伸的牵伸辊速度为3000-6000m/min，二级牵伸后的牵伸比为6-10倍。所述步骤(4)中热定型为80-100℃的热空气定型。所述步骤(4)中高强阻燃涤纶长丝应用于煤矿工人的衣物面料，头盔的增强材料，煤矿用输送带等。有益效果(1)本发明的制备方法采用了三段式后处理法对纤维进行热拉伸，使得纤维的强度有了极大的提高，得到的涤纶长丝强度高达9-12CN/dtex，纤维氧指数达到35.9以上；应用于煤矿井下；(2)本发明的制备方法使用的设备简单、操作方便、价格低廉，为涤纶工业技术革命提供了保障；(3)本发明的制备方法得到的涤纶用作煤矿工人的衣物面料，头盔的增强材料，煤矿用输送带等，耐磨坚实，阻燃抗静电，为矿井工人的生命安全提供了保障，具有特别重要的意义。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这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，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这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。实施例1将EG和PTA按摩尔比1.1:1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度225℃，螺杆内压力为4kg/cm2，螺杆长径比为42，采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量为PTA和EG总量的2wt％，聚苯胺的用量为PTA和EG总量的1wt％。双螺杆内温度为280℃，压力为20MPa，螺杆转速为100r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为500孔，孔径为0.4mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为20℃，风速为1m/s。导丝辊速度为800m/min。将初生纤维经过180℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为2000m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为3000m/min，总牵伸比为6倍。再经过80℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为9CN/dtex、极限氧指数为35.9％的高强阻燃涤纶长丝。实施例2将EG和PTA按摩尔比1.1:1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度230℃，螺杆内压力为4kg/cm2，螺杆长径比为50，采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量为PTA和EG总量的7wt％，聚苯胺的用量为PTA和EG总量的1wt％。双螺杆内温度为280℃，压力为20MPa，螺杆转速为120r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为1000孔，孔径为0.4mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为20℃，风速为1m/s。导丝辊速度为1000m/min。将初生纤维经过180℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为3000m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为3000m/min，总牵伸比为6.5倍。再经过80℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为9CN/dtex、极限氧指数为39.4％的高强阻燃涤纶长丝。实施例3将EG和PTA按摩尔比1.15:1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度240℃，螺杆内压力为4.5kg/cm2，螺杆长径比为55采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入五氧化二锑-壳聚糖的混合物，五氧化二锑的用量为PTA和EG总量的4wt％，聚苯胺的用量为PTA和EG总量的2wt％。双螺杆内温度为285℃，压力为25MPa，螺杆转速为140r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为1500孔，孔径为0.3mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为25℃，风速为2m/s。导丝辊速度为1200m/min。将初生纤维经过190℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为4000m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为4000m/min，总牵伸比为7倍。再经过90℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为9.5CN/dtex、极限氧指数为36.5％的高强阻燃涤纶长丝。实施例4将EG和PTA按摩尔比1.15:1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度245℃，螺杆内压力为4.5kg/cm2，螺杆长径比为58采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入五氧化二锑-壳聚糖的混合物，五氧化二锑的用量为PTA和EG总量的4.5wt％，聚苯胺的用量为PTA和EG总量的3wt％。双螺杆内温度为290℃，压力为25MPa，螺杆转速为150r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为2000孔，孔径为0.2mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为25℃，风速为2m/s。导丝辊速度为1400m/min。将初生纤维经过190℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为4500m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为4000m/min，总牵伸比为8倍。再经过90℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为10CN/dtex的高强阻燃涤纶长丝、极限氧指数为37.2％。实施例5将EG和PTA按摩尔比1.2:1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度250℃，螺杆内压力为5kg/cm2，螺杆长径比为60采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入聚氯乙烯-聚甲基丙烯酰胺的混合物，聚氯乙烯的用量为PTA和EG总量的6wt％，聚甲基丙烯酰胺的用量为PTA和EG总量的1wt％。双螺杆内温度为300℃，压力为30MPa，螺杆转速为200r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为2500孔，孔径为0.1mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为30℃，风速为3m/s。导丝辊速度为1500m/min。将初生纤维经过190℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为5000m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为5000m/min，总牵伸比为9倍。再经过100℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为11CN/dtex、极限氧指数为38.6％的高强阻燃涤纶长丝。实施例6将EG和PTA按摩尔比1.2：1从双螺杆前部加入，控制缩聚温度250℃，螺杆内压力为5kg/cm2，螺杆长径比为64采用连续式热N2保护。从双螺杆的中部加入聚氯乙烯-聚甲基丙烯酰胺的混合物，聚氯乙烯的用量为PTA和EG总量的8wt％，聚甲基丙烯酰胺的用量为PTA和EG总量的1wt％。双螺杆内温度为310℃，压力为30MPa，螺杆转速为200r/min。得到的熔融态纺丝液挤入纺丝组件中，喷丝板规格为3000孔，孔径为0.1mm，纺丝室的温度为23±2℃，湿度为60±3％。纺丝环吹风温度为30℃，风速为3m/s。导丝辊速度为1500m/min。将初生纤维经过190℃的热油中进行一级牵伸，牵伸辊速度为5000m/min；再将涤纶纤维经过沸水中进行二级牵伸，牵伸辊速度为6000m/min，总牵伸比为10倍。再经过100℃的热空气定型后，洗涤，干燥，卷绕待用。得到强度为12CN/dtex、极限氧指数为39.1％的高强阻燃涤纶长丝。