一种功能助剂及其应用的制作方法

本申请涉及一种功能助剂及其应用，属于有机高分子化合物或复合物制备。

背景技术：

1、功能助剂在涤纶工业丝的制备中应用较为广泛，如阻燃剂、抗菌剂、抗氧化剂/防老剂等，赋予产品以阻燃、抗菌、耐老化等性能。涤纶工业丝因其高强、高模、尺寸稳定等优点，多用于汽车工程(安全带、气囊、轮胎帘子线)、海洋工程(海洋钻井平台缆绳)、防护工程(防护网、建筑安全网)、橡胶骨架(浸胶帆布、三角带)等工业领域。通常，添加功能型组分会使涤纶工业丝断裂强度下降，而在高温环境下，涤纶工业丝在使用中的耐热、氧老化性能，特别是耐高温老化性能，成为其能否适用于高温场所最直接和最关键的检验指标。

2、为提高涤纶工业丝的耐老化性，添加的助剂多以下述两种为主：

3、(1)添加无机的结晶成核剂：通过添加二氧化钛、炭黑等无机粉体，在聚酯体系中起到结晶成核的作用。纺丝过程中，拉伸产生取向，取向诱导结晶，进而提高结晶度。这种做法的弊端是粉体易团聚、拉伸过程容易产生、断头等情况，纤维可拉伸性能降低；

4、(2)添加交联剂：即在色母粒中添加交联剂，将线性的聚酯分子部分交联，变成体型分子，阻止聚酯在热氧条件下的强损。

5、如何实现涤纶工业丝的耐高温老化性，既提高强度又能提升纤维的热氧老化性能，赋予涤纶工业丝以更高使用价值，是功能助剂亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种功能助剂，该助剂具有良好的稳定性和耐高温性，且适合直接以母粒形式添加，使用方便，成本低廉。

2、具体地，本申请是通过以下方案实现的：

3、一种功能助剂，包括耐200℃以上高温的分散剂、抗氧化剂、稳定剂、二氧化钛、抗静电剂和pet基体/pbt基体，且各组分的占比/浓度如下：

4、分散剂：0.1～0.5％w/w，

5、抗氧化剂：0.1～0.5％w/w，

6、稳定剂：1～10％w/w，

7、二氧化钛：≤1％w/w，

8、抗静电剂：≤1％w/w，

9、pet基体/pbt基体：30～90％w/w。

10、上述方案中，以耐高温分散剂、抗氧化剂、稳定剂、二氧化钛、pet基体/pbt基体构成功能助剂的核心成分，分散剂耐200℃及以上温度，不仅可以实现功能助剂以良好的融合性能，当其与聚酯切片配合使用时，不仅可以母粒形式与聚酯切片直接混料后，与之同时熔融而不影响其可纺性，还将该耐高温性能引入到纺丝熔体中。

11、进一步的，作为优选：

12、还包括有颜料，各组分的占比/浓度如下：

13、分散剂：0.1～0.5％w/w，

14、抗氧化剂：0.1～0.5％w/w，

15、稳定剂：1～10％w/w，

16、二氧化钛：≤1％w/w，

17、抗静电剂：≤1％w/w，

18、颜料：5～30％w/w，

19、pet基体/pbt基体：60～80％w/w。

20、更优选的，所述颜料为炭黑、溶剂黄[1-(苯基偶氮)-2-萘酚]、溶剂红[6-(环己基氨基)-3-n-甲基蒽吡啶酮]中的任一种，该类颜料具有分散性好、耐高温性强等特性，配合功能助剂的剩余成分，不仅赋予整体功能助剂以良好的热稳定性，还实现了色彩的引入，实现涤纶工业丝以有色和耐高温老化性能的同时兼备。

21、所述分散剂为硬脂酸盐、液体分散剂中的任一种或两种的混合物。更优选的，所述硬脂酸盐为氯磺化-皂化石蜡油(即美索腊h95)、聚乙烯蜡中的任一种，所述液体分散剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂、聚乙烯亚胺中的任一种。上述分散剂不仅具有很好的分散性，可以实现较低浓度下较高的分散性能、避免影响熔体均匀性，还可以赋予助剂以耐高温性能。

22、所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂(如抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯即抗氧剂9228)、2,5-二叔丁基对苯二酚、二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、异氰脲酸三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)酯中的一种或多种。

23、所述稳定剂为磷酸酯类稳定剂，如三乙基磷酸酯、磷酸二甲酯、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-联苯基二亚磷酸酯、n,n'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺(即稳定剂st-101)。磷酸酯类稳定剂具有热稳定性高、和聚酯体系相容性好等特点，将其与本案其他组分配合，赋予功能助剂整体以分散性好、体系稳定性好、各组分间不存在对纤维拉伸和结晶性能产生较大影响的特点。

24、所述抗静电剂为醋酸镁或醋酸钾。

25、同时，申请人还提供了上述功能助剂的应用，将功能组分以母粒形式混入到聚酯切片中，经螺杆挤出熔融、纺丝得到耐高温老化涤纶工业丝，所述纺丝工序中，包括一级热辊牵伸、二级热辊牵伸、三级热辊牵伸和一级热定型，喷丝头拉伸比为90～180，二级热辊牵伸比为2～4，三级热辊牵伸比为1.0～2.0。总牵伸倍率为4～6。

26、上述方案中，聚酯切片配合功能助剂挤出熔融，配合纺丝工序的特殊设置，以高喷丝头拉伸比和低二级热辊牵伸比和低总牵伸倍率赋予条干以良好稳定的结晶性，所得有色涤纶工业丝在150℃高温条件下加热3个月，其强损不超过50％，说明该涤纶工业丝具有良好的耐高温老化性能。

27、进一步的，作为优选：

28、所述纺丝工序中，喷丝头拉伸比为130～150，二级热辊牵伸比为3.1～3.3，总牵伸倍率为4.5～5.5。

29、所述纺丝工序中，三级热辊牵伸比为1.3～1.56。更优选的，三级热辊牵伸比为1.3～1.4。

30、所述纺丝工序中，一级热辊牵伸比为1.038，一级热定型为0.995，卷绕超喂比为0.986，总松弛比为0.981。

31、上述方案通过功能助剂与纺丝工艺的配合，实现耐高温老化涤纶工业丝的制备，该涤纶工业丝在150℃下加热1个月的强损保持在20～24％附近，加热2个月的强损保持在42％附近，加热3个月的强损保持在46％附近。

技术特征：

1.一种功能助剂，其特征在于：由耐200℃以上高温的分散剂、抗氧化剂、稳定剂、二氧化钛、抗静电剂和pet基体/pbt基体复配而成，各组分的占比/浓度如下：

2.根据权利要求1所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述分散剂为氯磺化-皂化石蜡油、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、液体分散剂中的任一种或两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂、2,5-二叔丁基对苯二酚、二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、异氰脲酸三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)酯中的一种或多种。

4. 根据权利要求1所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述分散剂添加量为0.2～0.5% w/w，抗氧剂添加量大于0.2% w/w且稳定剂大于3% w/w。

5.根据权利要求1所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述稳定剂为三乙基磷酸酯、磷酸二甲酯、四（2,4-二叔丁基酚）-4,4'-联苯基二亚磷酸酯、n,n'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于，还包括有颜料，各组分的占比/浓度如下：

7.一种权利要求1所述功能助剂的应用，其特征在于：将功能组分以母粒形式混入到聚酯切片中，经螺杆挤出熔融、纺丝得到140-180℃加热3个月强损低于50%的涤纶工业丝，所述纺丝工序中，包括一级热辊牵伸、二级热辊牵伸、三级热辊牵伸和一级热定型，喷丝头拉伸比为90～180，二级热辊牵伸比为2～4，总牵伸倍率为4～6。

8.根据权利要求7所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述纺丝工序中，喷丝头拉伸比为130～150。

9.根据权利要求7所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述纺丝工序中，二级热辊牵伸比为3.1～3.3，总牵伸倍率为4.5～5.5。

10.根据权利要求7所述的一种功能助剂及其应用，其特征在于：所述纺丝工序中，三级热辊牵伸比为1.3～1.56。

技术总结
本申请提供一种功能助剂及其应用，属于有机高分子化合物或复合物制备技术领域。包括耐200℃以上高温的分散剂、抗氧化剂、稳定剂、二氧化钛、抗静电剂和PET基体/PBT基体，分散剂：0.1～0.5%w/w，抗氧化剂：0.1～0.5%w/w，稳定剂：1～10%w/w，二氧化钛：≤1%w/w，抗静电剂：≤1%w/w，PET基体/PBT基体：30～90%w/w。上述功能助剂以母粒方式与聚酯切片混合用于涤纶工业丝纺制，可以赋予成品耐高温老化和高强度及较高的强度保持率。

技术研发人员：杨志超,石教学,徐跃林,马建平,贺振军,曾卫卫,胡磊,王涛利,谢重,汪超,李涛,陈凤
受保护的技术使用者：浙江古纤道绿色纤维有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15