[发明专利]一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法

权利要求书

1.一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于：将高粘度聚酯切片、嵌段型离聚物与笼状聚倍半硅氧烷混合后按照熔融挤出、冷却、固化、上油、拉伸、卷绕的工艺制备得到抗蠕变阻燃涤纶工业丝；

嵌段型离聚物由非离子聚酯链段和离子聚酯链段组成，非离子聚酯链段和离子聚酯链段的不同种链段之间以及同种链段之间均以酯键进行连接；

嵌段型离聚物的制备方法为：首先分别通过酯化反应合成出非离子聚酯酯化物与离子聚酯酯化物，然后将非离子聚酯酯化物与离子聚酯酯化物经过缩聚反应制得嵌段型离聚物；

非离子聚酯酯化物是由二元酸Ⅰ与二元醇Ⅰ通过酯化反应制备得到；

二元酸Ⅰ与二元醇Ⅰ的摩尔比为1:1.05~1.50；

二元酸Ⅰ为对苯二甲酸、间苯二甲酸或己二酸；

二元醇Ⅰ为乙二醇、丙二醇、丁二醇或戊二醇；

酯化反应的催化剂为乙二醇钛、钛酸四丁酯、乙二醇锑、醋酸锑或氧化锑，其用量为二元酸Ⅰ质量的10~100ppm；

酯化反应的温度为150~250℃，压力为0.01~0.5MPa，时间为1.5~3.5h；

离子聚酯酯化物是由二元酸Ⅱ与二元醇Ⅱ通过分段酯化反应制备得到；

第一段酯化反应加入的二元酸Ⅱ的羧基官能团数与二元醇Ⅱ的羟基官能团数的摩尔比值为1.05~1.50；第二段酯化反应仅加入二元醇Ⅱ，加入量为第一段酯化反应加入的二元酸Ⅱ摩尔量的0.1~0.6；

二元酸Ⅱ为间苯二甲酸-5-磺酸钠或对苯二酸-2-磺酸钠；

二元醇Ⅱ为2,5-二羟基苯磺酸钾、N,N-二(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠、2-[(三(羟甲基)甲基)氨基]-1-乙磺酸钠或3-[N-三(羟甲基)甲胺]-2-羟基丙磺酸钠；

分段酯化反应的催化剂为苯磺酸，在第一酯化反应时加入，其用量为二元酸Ⅱ质量的10~100ppm；

第一段酯化反应的温度为220~250℃，压力为0.05~0.5MPa，时间为3.0~5.0h；

第二段酯化反应的温度为240~260℃，压力为0.1~0.5MPa，时间为0.5~1.0h。

2.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，高粘度聚酯切片的特性粘度为0.90~1.20dl/g。

3.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，嵌段型离聚物的加入量为高粘度聚酯切片的1~10wt%。

4.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，嵌段型离聚物的嵌段数为5~12，特性粘度为0.35~0.80dl/g，半结晶时间t_1/2为1.5~5.0min，结晶焓为20~40J/g。

5.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，离子聚酯链段重复单元为2~8，非离子聚酯链段重复单元为4~10。

6.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，笼状聚倍半硅氧烷为聚甲基倍半硅氧烷、二甲基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状聚倍半硅氧烷或聚乙二醇基-笼形聚倍半硅氧烷，笼状聚倍半硅氧烷添加量为嵌段型离聚物的5~20wt%。

7.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物与离子聚酯酯化物的摩尔比为2:8~8:2。

8.根据权利要求1所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，非离子聚酯酯化物与离子聚酯酯化物缩聚反应分为预缩聚反应与终缩聚反应；

预缩聚反应温度为240~260℃，反应时间为0.1~1.0h，压力为500~1000Pa；

终缩聚反应温度为260~285℃，反应时间为1.5~3.0h，压力为0~100Pa；

缩聚催化剂为钛酸四丁酯、乙二醇钛、三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，在预缩聚反应前加入，添加量为离子聚酯酯化物与非离子聚酯酯化物总质量的50~500ppm。

9.根据权利要求1~8任一项所述的一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，其特征在于，抗蠕变阻燃涤纶工业丝的无油丝特性粘度降为0.05~0.10dl/g，玻璃化温度为85~95℃，拉伸断裂强度≥7.0cN/dtex，断裂伸长率为20.0±5%；在温度25℃、相对湿度65%、定张力2.00cN/dtex和时间10min的条件下进行蠕变测试，测得抗蠕变阻燃涤纶工业丝的伸长率为1.0~2.0%；抗蠕变阻燃涤纶工业丝的极限氧指数为30~34%，离火自熄。