專利名稱：：一種阻燃型滌綸工業(yè)長絲及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有阻燃性能的聚酯滌綸工業(yè)長絲及其生產(chǎn)工藝，屬聚酯工業(yè)長絲
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：阻燃性紡織品是隨著紡織品不斷產(chǎn)業(yè)化發(fā)展衍生出的一新系列功能化產(chǎn)品。該產(chǎn)品以其良好的抵抗燃燒能力近年來在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，并有逐漸向服飾、裝飾領(lǐng)域滲透趨勢。從阻燃紡織品的阻燃機(jī)理看，其阻燃性能主要來自于其所采用的材料，所以在阻燃紡織材料上研究和開發(fā)是生產(chǎn)開放阻燃性的紡織品的主要途徑，據(jù)報道過去三十年來世界各國在研究和開發(fā)阻燃紡織材料都投入了很大人力、物力和財力，尤其隨著人們對防火安全意識的不斷增強，促進(jìn)了阻燃紡織纖維研究開發(fā)的步伐。從阻燃紡織纖維的研制發(fā)展上看，大都集中在有機(jī)高分子材料紡織用纖維上，共有三種發(fā)展方向。一是將阻燃材料應(yīng)用于高分子材料的分子鏈中，稱為共聚法。二是把阻燃材料與高分子材料進(jìn)行混合加工，稱為共混法。第三種是將阻燃材料配制為溶液對紡織高分子材料進(jìn)行整理處理，稱為后整理法，這三種工藝已在民用型紡織材料領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展起來。產(chǎn)業(yè)用紡織品是首先被發(fā)展具有阻燃性能的主要紡織品，早在上世紀(jì)八十年代歐美國家已把阻燃性能納入產(chǎn)業(yè)用紡織品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)用紡織品安全可靠性，但是作為產(chǎn)業(yè)用紡織品的原材料由于其生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜，相應(yīng)產(chǎn)品的性能要求高。所以在阻燃產(chǎn)品研制開發(fā)上都是采用一些本身難燃的材料如玻璃纖維、碳纖維等無機(jī)非金屬材料。這些材料生產(chǎn)過程復(fù)雜，原材料資源有限后加工難度大，所以生產(chǎn)成本一直居高不下，在一定程度上阻礙了阻燃性產(chǎn)業(yè)用紡織品的發(fā)展，隨著滌綸工業(yè)纖維的生產(chǎn)技術(shù)和市場應(yīng)用的迅速發(fā)展，對之進(jìn)行阻燃性改性處理的技術(shù)也隨之發(fā)展起來，與民用型滌綸纖維相比滌綸工業(yè)纖維的生產(chǎn)工藝路線長，工藝復(fù)雜，因而在阻燃性開發(fā)上存在一定的難度，雖然在國外已有幾家公司在努力采用各種方法生產(chǎn)阻燃性滌綸工業(yè)纖維，但到目前為止，都還處于開發(fā)期，尚未進(jìn)入商業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)。在我國滌綸長絲阻燃性發(fā)展上，目前只能停留在生產(chǎn)低強度民用長絲，在生產(chǎn)開發(fā)阻燃性聚酯工業(yè)長絲上目前屬空白。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對周圍環(huán)境的防火安全越來越受到重視，相應(yīng)對作為裝飾材料、產(chǎn)業(yè)用紡織品的防火阻燃性能提出了更高的要求，所以阻燃性產(chǎn)業(yè)用紡織品的市場需求量迅速增長，這對于作為產(chǎn)業(yè)用紡織品的主要原材料滌綸工業(yè)纖維來說既是一發(fā)展的機(jī)會，又是在生產(chǎn)技術(shù)上進(jìn)一步突破開展新型阻燃性產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種滌綸工業(yè)長絲及其生產(chǎn)工藝，由本發(fā)明的生產(chǎn)工藝制得的滌綸工業(yè)長絲不僅具備作為工業(yè)用長絲所需要的高強度，而且還具有阻燃性能。本發(fā)明的技術(shù)方案該滌綸工業(yè)長絲的表面涂敷有一阻燃層。所述的阻燃層中含有鹵系與無機(jī)混合阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下三氧化二銻30—40%;六溴環(huán)十二烷30—40%;雙氧水20—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鉀1一5%。所述的阻燃層中含有磷系阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下交聯(lián)促進(jìn)劑25—40%;磷酸酯化合物阻燃劑15—30%;水10—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鈉1一5%。所述的滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，除了包括固相聚合、紡絲以及牽伸熱定型工藝，該生產(chǎn)工藝還包括在線涂敷表面處理過程，具體工藝過程包括以下步驟A、固相聚合將常規(guī)原始粘度在0.64—0.69之間的低粘聚酯切片喂入固相聚合系統(tǒng)，在160-24(TC溫度下進(jìn)行干燥結(jié)晶，然后在氧含量《120ppm氮氣保護(hù)下，經(jīng)200-23(TC高溫使其分子鏈端基團(tuán)再次發(fā)生縮聚反應(yīng)，增長分子鏈以提高聚合度，獲得高分子量聚合體，將粘度提高到O.99—1.07之間，以紡制高活型阻燃滌綸工業(yè)長絲；B、紡絲將經(jīng)固相聚合后獲得的高粘型阻燃聚酯切片，在螺桿擠壓機(jī)300-34(TC高溫融化為熔融態(tài)紡絲熔體經(jīng)過靜態(tài)混合后在輸送過程中進(jìn)行充分的混合，再經(jīng)過紡絲組件130-300bar壓力高壓噴射成絲條，絲條通過一恒溫恒濕的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行均勻冷卻形成初生纖維C、牽伸熱定型將從紡絲工藝中制成的初生纖維經(jīng)過上0.4-1.0%耐高溫非燃性油劑后，使絲條獲得良好的集中性和耐磨性，然后進(jìn)行總牽伸比在5.0-6.3倍的多級高倍牽伸獲得良好的物理機(jī)械性能，再經(jīng)過150-25(TC高溫松弛熱定型，獲得良好的熱穩(wěn)定性能；D、在線涂敷表面處理將按比例配制好的阻燃層原料采用涂敷噴嘴噴涂在絲條上，其涂敷參數(shù)如下涂敷速度2600-3900m/min;阻燃劑涂敷量1.5-3.5%;牽伸倍率5.0-6.3。溴系與無機(jī)混合阻燃劑涂敷噴嘴位置設(shè)置在定型熱輥之后，巻繞機(jī)之前，采用分離式噴嘴低溫噴涂，噴涂溫度為80-16(TC。磷系阻燃劑涂敷噴嘴位置設(shè)置在牽伸熱輥與定型熱輥之間，采用集合式噴嘴高溫噴涂，熱定型溫度為160-25(TC。B步驟中所述的恒溫恒濕的空調(diào)風(fēng)溫度為20士2。C，濕度為80±15%。C步驟中所述的油劑為耐高溫，非燃性油劑，通過在常規(guī)耐高溫油劑中添加質(zhì)量百分含量為5-10%的液態(tài)磷化物所得，進(jìn)一步增加阻燃性能。由于本發(fā)明在現(xiàn)有的滌綸工業(yè)長絲的表面涂覆了一阻燃層，并且采用了合理的阻燃層原料及其配比，以及合理的工藝過程和工藝過程中參數(shù)的合理選擇，本發(fā)明所得的滌綸工業(yè)長絲具有了良好的阻燃性能，其應(yīng)用極限氧指數(shù)》36(常規(guī)聚酯纖維的極限氧指數(shù)為21左右)，產(chǎn)品經(jīng)國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心測試符合國家阻燃GB86247標(biāo)準(zhǔn)，已通過了英國BS5852標(biāo)準(zhǔn)阻燃性能測試，其他物理性能則如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>具有高強度和高模:ii，完全滿足工業(yè)用長絲的要求，而且本發(fā)明生產(chǎn)成本較低，其工藝過程非常適合工業(yè)化生產(chǎn)，因此本發(fā)明的滌綸工業(yè)長絲可以廣泛用于制作室內(nèi)裝飾材料，交通工具車船等鋪設(shè)材料，工業(yè)用吊裝、遮蓋材料，軍需材料，煤礦用輸送帶等。附圖l為本發(fā)明采用磷系阻燃劑涂敷時的生產(chǎn)工藝示意圖；附圖2為本發(fā)明采用溴系與無機(jī)混合阻燃劑涂敷時的生產(chǎn)工藝示意圖。具體實施方式本發(fā)明的實施例l:該滌綸工業(yè)長絲的表面涂敷有一阻燃層，該阻燃層中含有磷系阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下交聯(lián)促進(jìn)劑25—40%;磷酸酯化合物阻燃劑15—30%;水10—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鈉1一5%。其生產(chǎn)工藝包括如下四個工藝步驟，如圖l所示A、固相聚合將常規(guī)原始粘度在0.64—0.69之間的低粘聚酯切片喂入固相聚合系統(tǒng)，在160-24(TC溫度下進(jìn)行干燥結(jié)晶，然后在氧含量《120ppm氮氣保護(hù)下，經(jīng)200-23(TC高溫使其分子鏈端基團(tuán)再次發(fā)生縮聚反應(yīng)，增長分子鏈以提高聚合度，獲得高分子量聚合體，將粘度提高到O.99—1.07之間，以紡制高活型阻燃滌綸工業(yè)長絲；B、紡絲將經(jīng)固相聚合后獲得的高粘型阻燃聚酯切片，在螺桿擠壓機(jī)300-34(TC高溫融化為熔融態(tài)紡絲熔體經(jīng)過靜態(tài)混合后在輸送過程中進(jìn)行充分的混合，再經(jīng)過紡絲組件130-300bar壓力高壓噴射成絲條，絲條通過一溫度為20士2。C，濕度為80±15%的恒溫恒濕的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行均勻冷卻形成初生纖維，即高粘型阻燃聚酯切片通過紡絲計量裝置l紡絲，經(jīng)冷卻裝置2冷卻；C、牽伸熱定型將從紡絲工藝中制成的初生纖維經(jīng)過上O.4-1.0%的在常規(guī)耐高溫油劑中添加有質(zhì)量百分含量為5-10%的液態(tài)磷化物的油劑后，使絲條獲得良好的集中性和耐磨性，然后進(jìn)行總牽伸比在5.0-6.3倍的多級高倍牽伸獲得良好的物理機(jī)械性能，再經(jīng)過150-25(TC高溫松弛熱定型，獲得良好的熱穩(wěn)定性能，即經(jīng)冷卻裝置2冷卻的絲條在固化上油系統(tǒng)3中進(jìn)行上油處理，然后經(jīng)預(yù)張力輥4進(jìn)行預(yù)牽伸處理，再經(jīng)牽伸熱輥5、牽伸熱輥6和牽伸熱輥7這三組牽伸熱輥進(jìn)行依次牽伸處理，再經(jīng)過定型熱輥8的定型處理；D、在線涂敷表面處理采用集合式噴嘴高溫噴涂，即噴嘴位置設(shè)置在牽伸熱輥7與定型熱輥8之間，將處于高粘狀態(tài)的磷化物經(jīng)過高溫處理降低粘度均勻后涂敷在絲條上，再經(jīng)過高溫?zé)岫ㄐ褪菇z條處于高溫狀態(tài)，為下步的交聯(lián)反應(yīng)創(chuàng)造條件。其涂敷參數(shù)如下涂敷速度2600-3900m/min;阻燃劑涂敷量(按照占纖維質(zhì)量的百分含量計)1.5-3.5%;熱定型溫度(即定型熱輥的溫度)150-25(TC;牽伸倍率5.0-6.3，經(jīng)噴涂定型處理的絲條經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)裝置9到達(dá)巻繞機(jī)10，巻繞到絲筒ll即可。其中，阻燃層原料由高位儲罐18到達(dá)低位儲罐17，經(jīng)過輸出計量系統(tǒng)14，由輸送管道15到達(dá)涂敷噴嘴16對絲條進(jìn)行涂敷處理。計量系統(tǒng)14通過將流經(jīng)的流體進(jìn)行計量，并將計量結(jié)果經(jīng)變頻器13輸送到在線涂敷工藝控制裝置12進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。有機(jī)磷系阻燃劑作為本配方的主體，通過磷化物在高溫下產(chǎn)生脫水劑，使纖維脫水碳化，改變高聚物的分解模式，從而減少可燃?xì)怏w的產(chǎn)生進(jìn)行阻燃，同時配以適量的交聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)劑使磷化物高溫分解成含磷酸的非燃性液態(tài)膜與纖維炭化物形成致密的覆蓋膜覆蓋在纖維表面隔絕空氣，發(fā)揮了良好的阻燃作用。本發(fā)明的實施例2:該滌綸工業(yè)長絲的表面涂敷有一阻燃層，該阻燃層中含有鹵系與無機(jī)混合阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下三氧化二銻30—40%;六溴環(huán)十二烷30—40%;雙氧水20—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鉀1一5%。其生產(chǎn)工藝包括四個工藝步驟，如圖2所示，涂敷噴嘴16設(shè)置在了網(wǎng)絡(luò)裝置9之后，巻繞機(jī)10之前，即絲條經(jīng)過三組牽伸熱輥牽伸處理，并經(jīng)過定型熱輥8定型處理，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)裝置9之后才進(jìn)行阻燃層的噴涂處理，溴系與無機(jī)阻燃劑經(jīng)過預(yù)先的高溫負(fù)壓調(diào)配，具有較低粘度，有很好的流動性能。因此采用分離式噴嘴涂敷，采用低溫定型法將阻燃試劑均勻涂敷在絲條上。其涂敷參數(shù)如下涂敷速度2600-3900m/min;阻燃劑涂敷量(按照占纖維質(zhì)量的百分含量計)1.5-3.5%;噴涂溫度80-16CTC;牽伸倍率5.0-6.3。阻燃原理溴系阻燃劑高溫下分解生成自由基與聚酯類材料分解的自由基結(jié)合生成水，使燃燒連鎖反應(yīng)受到了抑制，同時也減少了可燃?xì)怏w的濃度，稀釋了空氣中氧氣。從而抑制了燃燒的發(fā)生，三氧化二鋁是一種無機(jī)阻燃材料，高溫結(jié)晶吸收大量的熱量，大大吸收了燃燒需要的熱量降低燃燒物溫度，從而產(chǎn)生阻燃效果，兩種阻燃劑發(fā)揮協(xié)同效果產(chǎn)生強大的阻燃作用。其余未提及工藝步驟與實施例l相同，不再贅述。權(quán)利要求1.一種阻燃型滌綸工業(yè)長絲，其特征在于在該滌綸工業(yè)長絲的表面涂敷有一阻燃層。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲，其特征在于所述的阻燃層中含有鹵系與無機(jī)混合阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下三氧化二銻30—40%;六溴環(huán)十二烷30—40%;雙氧水20—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鉀1一5%。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲，其特征在于所述的阻燃層中含有磷系阻燃劑，其成分按質(zhì)量百分含量配比如下交聯(lián)促進(jìn)劑25—40%;磷酸酯化合物阻燃劑15—30%;水10—30%;粘度調(diào)和劑1一10%;氫氧化鈉1一5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項權(quán)利要求所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，包括固相聚合、紡絲以及牽伸熱定型工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝還包括在線涂敷表面處理過程，具體工藝過程包括以下步驟A、固相聚合將常規(guī)原始粘度在0.64—0.69之間的低粘聚酯切片喂入固相聚合系統(tǒng)，在160-24(TC溫度下進(jìn)行干燥結(jié)晶，然后在氧含量《120ppm氮氣保護(hù)下，經(jīng)200-23(TC高溫使其分子鏈端基團(tuán)再次發(fā)生縮聚反應(yīng)，獲得高分子量聚合體，將粘度提高到0.99—1.07之間；B、紡絲將經(jīng)固相聚合后獲得的高粘型阻燃聚酯切片，在螺桿擠壓機(jī)300-34(TC高溫融化為熔融態(tài)紡絲熔體經(jīng)過靜態(tài)混合后在輸送過程中進(jìn)行充分的混合，再經(jīng)過紡絲組件130-300bar壓力高壓噴射成絲條，絲條通過一恒溫恒濕的空調(diào)風(fēng)進(jìn)行均勻冷卻形成初生纖維C、牽伸熱定型將從紡絲工藝中制成的初生纖維經(jīng)過上0.4-1.0%耐高溫非燃性油劑后，進(jìn)行總牽伸比在5.0-6.3倍的牽伸，再經(jīng)過150-25(TC高溫松弛熱定型；D、在線涂敷表面處理將按比例配制好的阻燃層原料采用涂敷噴嘴噴涂在絲條上，其涂敷參數(shù)如下涂敷速度2600-3900m/min;阻燃劑涂敷量1.5-3.5%;牽伸倍率5.0-6.3。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于溴系與無機(jī)混合阻燃劑涂敷噴嘴位置設(shè)置在定型熱輥之后，巻繞機(jī)之前，采用分離式噴嘴低溫噴涂，噴涂溫度是80-16(TC。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于磷系阻燃劑涂敷噴嘴位置設(shè)置在牽伸熱輥與定型熱輥之間，采用集合式噴嘴高溫噴涂。權(quán)利要求7根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于B步驟中所述的恒溫恒濕的空調(diào)風(fēng)的溫度為20士2'C，濕度為80±15%。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻燃型滌綸工業(yè)長絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于C步驟中所述的耐高溫非燃性油劑為常規(guī)耐高溫油劑中添加質(zhì)量百分含量為5-10。/。的液態(tài)磷化物的混合物。全文摘要本發(fā)明公開了一種新型滌綸工業(yè)長絲及其生產(chǎn)工藝，該滌綸工業(yè)長絲的表面涂敷有一層阻燃層，阻燃層中含有磷系阻燃劑或者含有溴系與無機(jī)共混阻燃劑，磷系阻燃劑在牽伸熱輥與定型熱輥之間通過集合式噴嘴高溫噴涂，溴系與無機(jī)共混阻燃劑在網(wǎng)絡(luò)噴嘴與卷繞機(jī)之間通過分離式噴嘴低溫噴涂。本發(fā)明采用了合理的阻燃層原料配比，以及合理的工藝過程和工藝過程中參數(shù)的合理選擇，本發(fā)明所得的滌綸工業(yè)長絲具有了良好的阻燃性能，其應(yīng)用極限氧指數(shù)≥36，并且使用強度高，廣泛用于制作室內(nèi)裝飾材料，交通工具車船等鋪設(shè)材料，工業(yè)用吊裝、遮蓋材料，軍需材料，煤礦用輸送帶等。文檔編號D06M13/08GK101265660SQ20081030141公開日2008年9月17日申請日期2008年5月5日優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日發(fā)明者茅惠新申請人:浙江尤夫工業(yè)纖維有限公司