[发明专利]一种阻燃聚酰胺6纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属阻燃聚酰胺纤维合成技术领域，涉及一种阻燃聚酰胺6纤维及其制备方法，特别是涉及一种通过连续而分别进行的两步聚合反应得到嵌段共聚的含有阻燃剂预聚体的阻燃聚酰胺6纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰胺纤维在我国称为锦纶，在国外又称为尼龙、耐纶、卡普纶等。作为合成纤维最早工业化的品种，聚酰胺6纤维以其优良的强度、耐磨性、吸湿性、回弹性，在民用和产业用领域发挥了举足轻重的作用。但是聚酰胺6纤维的极限氧指数只有21％左右，属于可燃纤维，对阻燃聚酰胺6纤维的研究已成为一个迫切需要解决的课题。

聚酰胺纤维或者纺织品的阻燃方法大致分为原丝阻燃改性和阻燃后整理两大类。后整理法适用范围广，工艺简单，但是会影响织物的手感，增重较大且不耐洗，主要用于窗帘、幕布等织物的阻燃处理。原丝阻燃改性又分为共混改性和共聚改性，共混改性阻燃纤维是将添加型阻燃剂加入到聚酰胺切片中共混后纺丝，阻燃剂不进入分子结构之中而是与聚合物均匀混合，具有使用方便，适用面广的特点，但是存在着阻燃剂易析出、阻燃效果不持久和对机械性能有影响的问题。共聚改性阻燃纤维是在合成聚酰胺时加入具有阻燃性的共聚单体，从而使阻燃共聚单体聚合到聚酰胺大分子当中起到阻燃的作用，这种方法毒性小、阻燃性能持久、对材料的使用性能影响小，但反应型阻燃剂种类少、加工工艺复杂、成本较高，目前没有添加型阻燃剂使用普遍。

对聚酰胺纤维来讲，共聚阻燃改性是其阻燃改性的重要方式，通过使用反应型阻燃剂对聚酰胺进行阻燃改性不仅可以使聚酰胺获得优异的阻燃性能，而且反应型阻燃剂以化学键的形式键合到聚酰胺的分子主链上，这样就能克服其他阻燃改性方式所带来的阻燃剂易析出、阻燃效果不持久、对力学性能影响大等缺点。专利技术CN1267475C中采用2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与聚酰胺66的单体共聚得到阻燃聚酰胺66聚合物，阻燃剂CEPPA结合到聚酰胺66的分子主链上，获得阻燃聚酰胺66纤维。但是共聚阻燃改性也存在缺点，通常共聚阻燃改性是将阻燃剂与聚酰胺的单体直接聚合得到聚酰胺与阻燃剂的无规共聚物，阻燃剂在聚酰胺中是无规分布的，对于无规共聚物，随着非结晶共聚单体(阻燃剂)含量增加，熔点单调下降，我们面对着既需要一定量的阻燃剂以改性得到阻燃聚酰胺6纤维，同时也需要维持聚酰胺6纤维耐高温的使用性能的矛盾，这就限制了聚酰胺6纤维的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃聚酰胺6纤维及其制备方法，特别是涉及一种通过连续而分别进行的两步聚合反应得到嵌段共聚的含有阻燃剂预聚体的阻燃聚酰胺6纤维及其制备方法。本发明通过连续而分别进行的两步聚合反应得到嵌段共聚阻燃聚酰胺6材料，经铸带切粒、萃取干燥、熔融纺丝及牵伸后得到的阻燃聚酰胺6纤维。在改善其阻燃性能的同时几乎不改变聚酰胺6纤维的熔点，维持了其耐高温的使用性能，这是因为对于嵌段共聚物，当共聚单体(阻燃剂)含量增至很大时，熔点仍然保持不变。同时，嵌段共聚物克服了无规共聚对材料晶体结构破坏大的缺点，与普通聚酰胺6纤维相比，阻燃聚酰胺6纤维的熔点和结晶性能均无明显变化，其加工和力学性能也没有大的变化。将本发明的阻燃聚酰胺6纤维经沸水处理48h，其力学性能和阻燃性能与未沸水处理前相比几乎没有变化。因此，本发明得到的具有嵌段共聚结构的阻燃聚酰胺6纤维可以应用于对纤维或织物有阻燃性能要求，同时对纤维的力学性能有高要求的特殊领域，可用于制作衬衣、运动衫、滑雪衫、雨衣、地毯、运输带、缆绳、非织造布和军用织物及器材等。

本发明的一种阻燃聚酰胺6纤维，其由阻燃聚酰胺6熔融纺丝而成，该阻燃聚酰胺6的分子结构式为：

其中，

x≥50，y≥50，为聚酰胺6的重复单元数；

z≥2，为阻燃剂的重复单元数；

并且1/100≤z/(x+y)≤1/10；

R为

所述R₁、R₃为直链、支化或环状的C₁～C₁₅的亚烷基；R₂、R₄为直链、支化或环状的C₁～C₁₅的烷基或芳基；R₅、R₆为直链的C₁～C₁₅的亚烷基。

作为优选的技术方案：