一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片及其工业丝的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝的生产方法，属于阻燃涤纶工业丝生产【技术领域】。包括阻燃再生聚酯切片制备、固相聚合、纺丝和牵伸热定型，聚酯废料热融后形成泡泡料后经干燥、螺杆熔融形成再生聚酯熔体，再生聚酯熔体中添加阻燃调制剂和催化剂后进行均化聚合反应，经熔体过滤切粒获得阻燃再生聚酯切片，将该切片经固相聚合增粘后纺丝、牵伸热定型后即得成品。采用本发明生产方法，避免了酯化反应中分子链封端的现象，反应分步进行，同时，所得切片可适用于固相聚合，切片粘度可得到大幅度提高，适用于涤纶工业丝的加工生产。对再生聚酯的阻燃处理，不但获得了废料再生，又赋予了新的功能，意义深远。
【专利说明】一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片及其工业丝的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片及其工业丝的生产方法，属于阻燃涤纶工业丝生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002]按生产过程和阻燃剂的引入方式，涤纶的阻燃改性方法可归纳为以下五种:(I)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚；(2)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂；(3)以普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝；(4)反应型阻燃剂在涤纶或织物上进行接枝共聚；(5)涤纶织物进行阻燃后处理。第(I)~(3)种方法属原丝的阻燃改性，第(4)和(5)种方法属表面处理改性。
[0003]共混阻燃改性不改变聚酯生产工艺，品种更换灵活，适用面较广，但需要解决其分散性、界面相容性和毒性等问题；织物阻燃后整理具有工艺简单、成本低等优点，但缺乏阻燃持久性，且阻燃剂用量多，对织物的强度、手感、色泽、透气性等影响较大；共聚阻燃改性方法是在聚酯的合成阶段将阻燃单体与聚酯组分进行缩聚而合成阻燃聚酯再纺制成阻燃纤维的过程。由于阻燃单体固定在聚酯大分子链上，在使用过程中不会发生溶解或渗析现象，因而这种阻燃涤纶具有相对的永久性，毒性较低。国外已工业化的阻燃涤纶品种普遍采用这种阻燃改性方法。
[0004]目前通过共聚阻燃改性方法生产纺织纤维已经较为常见，但是通过共聚阻燃改性方法生产再生涤纶工业丝还鲜有报道，其困难主要表现在以下几个方面:(I)阻燃剂酯化反应可能引起分子链封端，阻止进一步的缩聚反应和后续的固相聚合反应；(2)分子链中阻燃基团的存在使得固相缩聚过程中熔体粘度的提高存在一定困难，因此也提升了再生涤纶工业丝的生产的技术难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于通过研究共聚阻燃改性方法存在的问题和难度，对再生聚酯切片的生产过程中加入经调制的阻燃物并使其发生聚合反应，从而提供一种新型磷系阻燃再生聚酯切片，进而生产涤纶工业丝的生产方法，这种共聚阻燃改性方法，获得不仅具有高强度，而且具有永久阻燃特性的再生涤纶工业长丝。
[0006]本发明采取的技术方案如下:
[0007]一种磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝的生产方法，包括以下步骤:
[0008]一、阻燃再生聚酯切片制备:
[0009](I)将聚酯废料涤纶废丝、聚酯料块和经编废料一起熔融获得的泡泡料经干燥、螺杆熔融后获得再生聚酯熔体，再生聚酯熔体中添加阻燃调制剂后在均化反应釜中进行均化聚合反应；工艺参数为:泡泡料的熔融温度为260-285°C，均化反应釜温度280-286°C，压力70-100pa,时间 90-120min。
[0010](2)熔体过滤、出料、切粒:经熔体过滤器(40 μ )去除机械杂质，注带冷却，切粒，获得阻燃再生聚酯切片。
[0011]该阻燃再生聚酯切片的磷含量为0.6%，特性粘度0.51dL/g，熔点236°C，极限氧指数31。
[0012]其中，所述的阻燃调制剂是由阻燃剂与乙二醇按25:75的质量比混合、搅拌并升温至150°C，均相后过滤即可。
[0013]所述的均化聚合反应的催化剂为乙二醇锑，催化剂的添加量为20ppm。
[0014]其中，阻燃调制剂的加入量为8% (质量比)。
[0015]所述的阻燃剂采用磷系共聚阻燃剂UKANOL?ES，其分子式如下所示:
[0016]
【权利要求】
1.一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片的制备方法，其特征在于:将聚酯废料熔融获得的泡泡料经干燥、螺杆熔融后获得再生聚酯熔体，再生聚酯熔体中添加阻燃调制剂后在均化反应釜中进行均化聚合反应，然后经熔体过滤、出料、切粒获得阻燃再生聚酯切片，其中，所述的阻燃调制剂是由阻燃剂与乙二醇按25:75的质量比混合、搅拌并升温至150°C，均相后过滤所得；聚酯废料在260-285°C下熔融形成泡泡料的温度为260-285°C，均化反应釜温度为270-286°C，均化反应过程中压力由高而低逐渐降低，均化反应时间90-130min。
2.如权利要求1所述的一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片的制备方法，其特征在于:所述的聚酯废料为涤纶废丝、聚酯料块和经编废料。
3.如权利要求1所述的一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片的制备方法，其特征在于:阻燃剂采用磷系共聚阻燃剂UKANOL?ES，其分子式如下所示:
4.如权利要求1所述的一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片的制备方法，其特征在于:所述的均化聚合反应中需添加催化剂，该催化剂为乙二醇锑，催化剂的添加量为20ppm。
5.如权利要求1所述的一种磷系共聚阻燃再生聚酯切片的制备方法，其特征在于，所述的均化反应条件为:先在275°C、9kpa下反应40分钟，再以282 V、1.0kPa继续反应30分钟，最后后在282°C、300pa条件下反应20-60分钟。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法获得的磷系共聚阻燃再生聚酯切片其特征在于:该阻燃再生聚酯切片的磷含量为0.6%，特性粘度0.51dL/g，熔点236°C，极限氧指数31。
7.一种磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝的生产方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)阻燃再生聚酯切片制备:将聚酯废料熔融获得的泡泡料经干燥、螺杆熔融后获得再生聚酯熔体，再生聚酯熔体中添加阻燃调制剂后在均化反应釜中进行均化聚合反应，然后经熔体过滤、出料、切粒获得阻燃再生聚酯切片，其中，所述的阻燃调制剂是由阻燃剂与乙二醇按25:75的质量比混合、搅拌并升温至150°C，均相后过滤所得； (2)固相聚合:将步骤(1)制备的阻燃再生聚酯切片喂入固相聚合系统，在160-180°C温度下进行干燥结晶，在含氧量≤IOOppm的氮气保护、220-240°C情况下进行缩聚反应，获得高粘型阻燃再生聚酯切片； (3)纺丝:将步骤(2)制备的高粘型阻燃聚酯切片送入螺杆挤压机，在260-290°C温度下融化为熔融态纺丝熔体，送入纺丝组件纺丝，纺丝压力13-30Mpa，丝条在温度为20±2°C、湿度为60±5%的恒温恒湿环境下进行冷却形成初生纤维； (4)牵伸热定型:将步骤(3)制备的初生纤维进行上油，上油率为0.5-1.0%，上油后通过五对牵伸辊进行多级牵伸，牵伸辊速度400-3000m/min，牵伸辊温度80-250°C，卷绕速度2600-3000m/min，总牵伸比为5.0-6.0，获得磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝。
8.如权利要求7所述的一种磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝的生产方法，其特征在于:步骤(1)中，所述聚酯废料为涤纶废丝、聚酯料块和经编废料；所述的阻燃剂采用磷系共聚阻燃剂UKANOLSES,其分子式如下所示:
9.如权利要求7所述的一种磷系共聚阻燃再生涤纶工业丝的生产方法，其特征在于:所述的阻燃再生聚酯切片的磷含量为0.6%，特性粘度0.51dL/g，熔点236°C，极限氧指数31。
【文档编号】C08J11/04GK104017195SQ201410240063
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】王建辉, 马建平, 高琳 申请人:浙江金汇特材料有限公司