一种阻燃耐磨纤维面料及制备方法与流程

    专利查询2026-01-02  1


    本发明属于涤纶纤维,尤其为一种阻燃耐磨纤维面料及制备方法。


    背景技术:

    1、涤纶纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯作为原料,经过熔融纺丝、静电纺丝等工艺制成的纤维,在绳索、面料、纺织品等方面有广泛的应用。提高涤纶纤维的阻燃、耐磨、耐高温等性能,可以拓展涤纶纤维、面料等应用范围。在纺丝过程中,向聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入功能性助剂,可以赋予涤纶纤维一些独特的性能。

    2、聚酰亚胺及其纤维制品具有强度高,耐高温性能强,具有一定的阻燃性能,可以与涤纶、尼龙等纤维进行共混改性,或混纺,得到高性能的复合材料和面料产品。但是聚酰亚胺与涤纶的相容性较差,与涤纶进行共混纺丝,两者之间容易发生微相分离,导致纤维存在结构缺陷,会影响涤纶纤维及其面料制品的性能。


    技术实现思路

    1、本发明解决了涤纶纤维及其面料的阻燃性不佳,耐磨性能不好的问题。

    2、本发明的技术方案是:一种阻燃耐磨纤维,包括82-95重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、5-18重量份含磷酰亚胺聚酯、0.2-0.5重量份抗氧剂。

    3、含磷酰亚胺聚酯的制备方法为:向反应釜中加入乙二醇、含磷酰亚胺苯甲酸单体、对甲苯磺酸,通入氮气,进行聚合反应,冷却出料,过滤,依次用甲苯、乙醇洗涤,烘干,得到含磷酰亚胺聚酯。

    4、其中,乙二醇、含磷酰亚胺苯甲酸单体、对甲苯磺酸的摩尔比为(1.4-1.6):1:(0.013-0.018)。

    5、其中,聚合反应的温度为160-180℃,反应时间为5-10h。

    6、其中,含磷酰亚胺苯甲酸单体的制备方法为:

    7、(1)、在5-10℃下,向反应瓶中加入水、摩尔比为(1.9-2.1):(0.2-0.3):1的4-乙酰氨基苯酚、碳酸钠、螺环磷酸酯二酰氯,搅拌反应4-8h,然后加入氢氧化钠,升温至80-90℃,反应10-18h,加入乙酸乙酯,振荡萃取,静置分层,收集有机层,加入无水硫酸钠干燥除水,过滤后将滤液减压浓缩,产物在乙醇中重结晶,得到螺环磷酸酯二苯胺。

    8、(2)、向反应瓶中加入n-甲基吡咯烷酮、甲苯,共沸除水,然后加入摩尔比为(2-2.2):1的偏苯三酸酐、螺环磷酸酯二苯胺,在30-45℃中进行开环反应4-6h,接着升温至135-150℃,进行环化反应5-8h,向溶液中加入水,析出沉淀物,过滤后用乙醇洗涤,烘干,得到含磷酰亚胺苯甲酸单体。

    9、其中,阻燃耐磨纤维的制备方法为:将聚对苯二甲酸乙二醇酯、含磷酰亚胺聚酯、抗氧剂在混合机混匀,然后在熔融纺丝机中进行纺丝,熔融纺丝机的1-4区温度为270-295℃,纺丝速度为1000-2000m/min;然后进行牵伸,热盘温度为80-85℃,热板温度为165-185℃,牵伸速度为200-500m/min,牵伸倍数为3-4倍;得到阻燃耐磨纤维。

    10、其中,阻燃耐磨纤维用于制备阻燃耐磨涤纶面料。

    11、本发明的技术效果是:本发明利用新型的含磷酰亚胺苯甲酸单体与乙二醇进行聚合反应,得到含磷酰亚胺聚酯,再与聚对苯二甲酸乙二醇酯进行熔融纺丝,得到的涤纶纤维。含磷酰亚胺聚酯含有聚酯分子链结构,与聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯分子链之间有很好的相容性,在熔融纺丝过程中,两者难以发生微相分离现象,并且含磷酰亚胺聚酯的主链含有酰亚胺刚性基团,结构稳定性强,模量大,有利于提高涤纶纤维的断裂强度。同时酰亚胺的耐热性能强,不易发生热分解,对涤纶纤维的起始热分解温度和耐高温性能有明显提高,分子链中的螺环磷酸酯基团高温热分解产生磷酸类物质,可以促进涤纶纤维脱水成炭,有利于提高残碳量和阻燃性能。

    12、本发明利用涤纶纤维制成的涤纶织物的极限氧指数达到26.5-29.8%,这归功于含磷酰亚胺聚酯含有螺环磷酸酯基团和含氮酰亚胺环,形成膨胀阻燃体系,燃烧时促进涤纶面料形成膨胀炭层,表现出很好的阻燃性能。并且磨擦质量损失率低,耐磨性能优良。



    技术特征:

    1.一种阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述阻燃耐磨纤维包括82-95重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、5-18重量份含磷酰亚胺聚酯、0.2-0.5重量份抗氧剂;

    2.根据权利要求1所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述乙二醇、含磷酰亚胺苯甲酸单体、对甲苯磺酸的摩尔比为(1.4-1.6):1:(0.013-0.018)。

    3.根据权利要求1所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述聚合反应的温度为160-180℃,反应时间为5-10h。

    4.根据权利要求1所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述含磷酰亚胺苯甲酸单体的制备方法为:

    5.根据权利要求4所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述(1)中,4-乙酰氨基苯酚、碳酸钠、螺环磷酸酯二酰氯的摩尔比为(1.9-2.1):(0.2-0.3):1。

    6.根据权利要求4所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述(2)中,偏苯三酸酐、螺环磷酸酯二苯胺的摩尔比为(2-2.2):1。

    7.根据权利要求4所述的阻燃耐磨纤维,其特征在于,所述(1)中,开环反应的温度为30-45℃,反应时间为4-6h;环化反应的温度为135-150℃,反应时间为5-8h。

    8.一种如权利要求1-7任一项所述的阻燃耐磨纤维的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:将聚对苯二甲酸乙二醇酯、含磷酰亚胺聚酯、抗氧剂在混合机混匀,然后在熔融纺丝机中进行纺丝、牵伸,得到阻燃耐磨纤维。

    9.根据权利要求8所述的阻燃耐磨纤维的制备方法,其特征在于,所述熔融纺丝机的1-4区温度为270-295℃,纺丝速度为1000-2000m/min;牵伸时的热盘温度为80-85℃,热板温度为165-185℃,牵伸速度为200-500m/min,牵伸倍数为3-4倍。

    10.一种如权利要求9所述的制备方法得到的阻燃耐磨纤维制成的阻燃耐磨涤纶面料。


    技术总结
    本发明属于涤纶纤维技术领域,且公开了一种阻燃耐磨纤维面料及制备方法,包括82‑95重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、5‑18重量份含磷酰亚胺聚酯、0.2‑0.5重量份抗氧剂;含磷酰亚胺聚酯含有聚酯分子链结构,与聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯分子链之间有很好的相容性,在熔融纺丝过程中,两者难以发生微相分离现象,并且含磷酰亚胺聚酯的主链含有酰亚胺刚性基团,结构稳定性强,模量大,有利于提高涤纶纤维的断裂强度、耐高温性能;含磷酰亚胺聚酯含有螺环磷酸酯基团和含氮酰亚胺环,形成膨胀阻燃体系,燃烧时促进涤纶面料形成膨胀炭层,表现出很好的阻燃性能。

    技术研发人员:章永建,章永干
    受保护的技术使用者:浙江夏图纺织科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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