本發(fā)明屬于滌綸絲的制備方法領(lǐng)域，特別涉及一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法。

背景技術(shù)：
滌綸纖維是各種合成纖維中發(fā)展最快、產(chǎn)量最高、用量最大的纖維，是當(dāng)前合成纖維的第一大品種。它性能優(yōu)良、價(jià)格低廉，在國防、工業(yè)用布和民用服裝等方面發(fā)揮了很大的用處。特別是在纖維領(lǐng)域，縮聚所制得的聚酯切片通過熔融紡絲制成滌綸纖維，這種纖維具有較高的斷裂強(qiáng)度和彈性模量，回彈性適中，耐光、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良特性，因此從滌綸纖維問世以來便獲得了快速的發(fā)展。滌綸纖維屬于熔融型可燃纖維，其極限氧指數(shù)只有22％左右，不能滿足一些領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅艿囊螅瑢ζ溥M(jìn)行阻燃研究顯得尤為重要。纖維的阻燃可使織物在火焰中的可燃性降低，火焰蔓延速度減慢，火焰移去后，織物能很快自熄不會復(fù)燃，阻止了火災(zāi)或危機(jī)人生命安全的情況發(fā)生。滌綸分子中缺乏親水基團(tuán)，滌綸吸濕性很差，易起球，產(chǎn)生靜電。在相對濕度65％，溫度25℃的環(huán)境中，體積電阻系數(shù)高達(dá)10^16Ω*cm。像煤井這種低濕、粉塵多等場合，更容易積聚電荷，引發(fā)爆炸等安全隱患。與棉、麻和真絲等天然面料相比，滌綸的靜電問題嚴(yán)重影響其工業(yè)發(fā)展。因此，消除滌綸的靜電，并賦予其阻燃性能，已成為急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法，該方法制備得到的滌綸長絲強(qiáng)度高達(dá)9-12CN/dtex，纖維氧指數(shù)達(dá)到35.9以上，滿足了現(xiàn)代化工業(yè)對滌綸長絲的使用要求，應(yīng)用于煤礦井下。本發(fā)明的一種高強(qiáng)阻燃滌綸長絲的制備方法，包括：(1)將對苯二甲酸PTA和乙二醇EG投入到雙螺桿設(shè)備的前部加料口共聚，得到PET；其中，EG與PTA的摩爾比為1.1～1.2：1；(2)在雙螺桿設(shè)備中部加料口，加入阻燃劑和抗靜電劑，與PET共混，高溫剪切，得到紡絲熔體；其中，雙螺桿中溫度為280-310℃，壓力為20-30MPa；阻燃劑的用量為PTA和EG總量的2-8wt％，抗靜電劑的用量為PTA和EG總量的1-3wt％；(3)將步驟(2)中得到的紡絲熔體擠入紡絲組件中，在恒溫恒濕的環(huán)境中環(huán)吹風(fēng)，冷卻，得到初生纖維；其中，環(huán)吹風(fēng)的溫度為20-30℃，風(fēng)速為1-3m/s，導(dǎo)絲輥速度為800-1500m/min；(4)將步驟(3)中的初生纖維經(jīng)過180-200℃的熱油一級牽伸和沸水二級牽伸，熱定型，洗滌，干燥，卷繞，得到高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。所述步驟(1)中共聚為直接酯化法，反應(yīng)溫度為225-250℃，壓力為4-5kg/cm2，采用連續(xù)式熱N2保護(hù)法。所述步驟(2)中阻燃劑為聚磷酸胺、五氧化二銻或者聚氯乙烯。所述步驟(2)中抗靜電劑為聚苯胺、殼聚糖或者聚甲基丙烯酰胺。所述步驟(1)和步驟(2)中雙螺桿長徑比為42～64，螺桿轉(zhuǎn)速為100～200rpm。所述步驟(3)中恒溫恒濕的環(huán)境溫度為23±2℃，濕度為60±3％。所述步驟(3)中紡絲組件的噴絲板規(guī)格為500-3000孔，孔徑為0.1-0.4mm。所述步驟(4)中熱油一級牽伸的牽伸輥速度為2000-4000m/min，沸水二級牽伸的牽伸輥速度為3000-6000m/min，二級牽伸后的牽伸比為6-10倍。所述步驟(4)中熱定型為80-100℃的熱空氣定型。所述步驟(4)中高強(qiáng)阻燃滌綸長絲應(yīng)用于煤礦工人的衣物面料，頭盔的增強(qiáng)材料，煤礦用輸送帶等。有益效果(1)本發(fā)明的制備方法采用了三段式后處理法對纖維進(jìn)行熱拉伸，使得纖維的強(qiáng)度有了極大的提高，得到的滌綸長絲強(qiáng)度高達(dá)9-12CN/dtex，纖維氧指數(shù)達(dá)到35.9以上；應(yīng)用于煤礦井下；(2)本發(fā)明的制備方法使用的設(shè)備簡單、操作方便、價(jià)格低廉，為滌綸工業(yè)技術(shù)革命提供了保障；(3)本發(fā)明的制備方法得到的滌綸用作煤礦工人的衣物面料，頭盔的增強(qiáng)材料，煤礦用輸送帶等，耐磨堅(jiān)實(shí)，阻燃抗靜電，為礦井工人的生命安全提供了保障，具有特別重要的意義。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將EG和PTA按摩爾比1.1:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度225℃，螺桿內(nèi)壓力為4kg/cm2，螺桿長徑比為42，采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量為PTA和EG總量的2wt％，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的1wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為280℃，壓力為20MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為500孔，孔徑為0.4mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為20℃，風(fēng)速為1m/s。導(dǎo)絲輥速度為800m/min。將初生纖維經(jīng)過180℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為2000m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為3000m/min，總牽伸比為6倍。再經(jīng)過80℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為9CN/dtex、極限氧指數(shù)為35.9％的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。實(shí)施例2將EG和PTA按摩爾比1.1:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度230℃，螺桿內(nèi)壓力為4kg/cm2，螺桿長徑比為50，采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚磷酸胺-聚苯胺的混合物，聚磷酸胺的用量為PTA和EG總量的7wt％，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的1wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為280℃，壓力為20MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為1000孔，孔徑為0.4mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為20℃，風(fēng)速為1m/s。導(dǎo)絲輥速度為1000m/min。將初生纖維經(jīng)過180℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為3000m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為3000m/min，總牽伸比為6.5倍。再經(jīng)過80℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為9CN/dtex、極限氧指數(shù)為39.4％的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。實(shí)施例3將EG和PTA按摩爾比1.15:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度240℃，螺桿內(nèi)壓力為4.5kg/cm2，螺桿長徑比為55采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入五氧化二銻-殼聚糖的混合物，五氧化二銻的用量為PTA和EG總量的4wt％，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的2wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為285℃，壓力為25MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為140r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為1500孔，孔徑為0.3mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為25℃，風(fēng)速為2m/s。導(dǎo)絲輥速度為1200m/min。將初生纖維經(jīng)過190℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為4000m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為4000m/min，總牽伸比為7倍。再經(jīng)過90℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為9.5CN/dtex、極限氧指數(shù)為36.5％的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。實(shí)施例4將EG和PTA按摩爾比1.15:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度245℃，螺桿內(nèi)壓力為4.5kg/cm2，螺桿長徑比為58采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入五氧化二銻-殼聚糖的混合物，五氧化二銻的用量為PTA和EG總量的4.5wt％，聚苯胺的用量為PTA和EG總量的3wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為290℃，壓力為25MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為150r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為2000孔，孔徑為0.2mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為25℃，風(fēng)速為2m/s。導(dǎo)絲輥速度為1400m/min。將初生纖維經(jīng)過190℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為4500m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為4000m/min，總牽伸比為8倍。再經(jīng)過90℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為10CN/dtex的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲、極限氧指數(shù)為37.2％。實(shí)施例5將EG和PTA按摩爾比1.2:1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度250℃，螺桿內(nèi)壓力為5kg/cm2，螺桿長徑比為60采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚氯乙烯-聚甲基丙烯酰胺的混合物，聚氯乙烯的用量為PTA和EG總量的6wt％，聚甲基丙烯酰胺的用量為PTA和EG總量的1wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為300℃，壓力為30MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為2500孔，孔徑為0.1mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為30℃，風(fēng)速為3m/s。導(dǎo)絲輥速度為1500m/min。將初生纖維經(jīng)過190℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為5000m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為5000m/min，總牽伸比為9倍。再經(jīng)過100℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為11CN/dtex、極限氧指數(shù)為38.6％的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。實(shí)施例6將EG和PTA按摩爾比1.2：1從雙螺桿前部加入，控制縮聚溫度250℃，螺桿內(nèi)壓力為5kg/cm2，螺桿長徑比為64采用連續(xù)式熱N2保護(hù)。從雙螺桿的中部加入聚氯乙烯-聚甲基丙烯酰胺的混合物，聚氯乙烯的用量為PTA和EG總量的8wt％，聚甲基丙烯酰胺的用量為PTA和EG總量的1wt％。雙螺桿內(nèi)溫度為310℃，壓力為30MPa，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。得到的熔融態(tài)紡絲液擠入紡絲組件中，噴絲板規(guī)格為3000孔，孔徑為0.1mm，紡絲室的溫度為23±2℃，濕度為60±3％。紡絲環(huán)吹風(fēng)溫度為30℃，風(fēng)速為3m/s。導(dǎo)絲輥速度為1500m/min。將初生纖維經(jīng)過190℃的熱油中進(jìn)行一級牽伸，牽伸輥速度為5000m/min；再將滌綸纖維經(jīng)過沸水中進(jìn)行二級牽伸，牽伸輥速度為6000m/min，總牽伸比為10倍。再經(jīng)過100℃的熱空氣定型后，洗滌，干燥，卷繞待用。得到強(qiáng)度為12CN/dtex、極限氧指數(shù)為39.1％的高強(qiáng)阻燃滌綸長絲。