[发明专利]一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法，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与离子聚酯链段组成，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；在温度25℃、相对湿度65%、定张力2.00cN/dtex和时间10min的条件下，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。本发明实现了抗蠕变性能提升的同时兼有良好的阻燃性能，有望应用在高强低蠕变同时有阻燃需求的场景。

技术领域

本发明属于功能聚酯工业丝技术领域，涉及一种抗蠕变阻燃涤纶工业丝的制备方法。

背景技术

聚酯是目前人类使用最为广泛的合成高聚物之一，具有高强度、高模量以及良好的耐热性，是最早实现工业化应用的线性热塑性聚合物，其在塑料包装、薄膜及化纤等领域中得到了广泛的应用。其中采用高粘度聚酯切片纺制涤纶工业丝是聚酯一个重要的应用方向。

涤纶工业丝具有高强、高模量、低延伸、耐冲击、耐疲劳、耐热性好和湿态下的强伸值与干态时基本一致等优良的物理-机械性能。在车用轮胎、传送带、运输带、安全带、水龙带等方面有着广泛地应用前景。一定温度、恒定应力作用下,高聚物的形变随时间的增加而逐渐增大的现象称为蠕变。蠕变是有机纤维存在的主要问题之一，蠕变破坏也是纤维在应用中遇到的—个迫切需要解决的问题。涤纶工业丝的分子链结构是含有苯环结构的线性大分子，分子链上的官能团排列整齐，无支链，大分子链的柔性较差。与其他高分子材料相比，涤纶工业丝的分子链发生滑移较为困难，具有一定的尺寸稳定性。但是，涤纶工业丝在玻璃化温度以上长时间使用时会发生蠕变。蠕变是在应力影响下固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势，它的发生是由于在低于材料屈服强度的应力下长时间作用的结果。对蠕变机理分析，从分子运动和变化的角度来看，蠕变包括普弹形变、高弹形变和粘流形变三个部分。三种形变在材料受力时往往同时发生，其大小和在整个蠕变中所占的比例均受到高聚物的种类、所处温度的高低、所受外力的大小及外力作用时间长短的影响。蠕变现象与材料的尺寸稳定性直接相关。作为帘子线材料之一的涤纶工业丝，其蠕变现象与其使用性能之间关系密切，若蠕变程度较大，则会引起轮胎骨架的伸长变形，从而导致行车事故的发生。

中国发明专利CN108866651B聚酯工业丝生产工艺参数的调节方法涉及一种聚酯工业丝生产工艺参数的调节方法，建立了涤纶工业丝蠕变参数与纺丝工艺参数之间的关系，可根据确定的蠕变特性参数对生产工艺参数进行调整，指导纤维的生产。中国发明专利CN112746349B涉及一种高强型抗蠕变性涤纶工业丝及其制备方法，将共聚与纤维后处理相结合的方法，采用2-(4-吡啶)改性对苯二甲酸，将改性聚酯固相缩聚增粘后纺丝制备的纤维再经经金属离子(Ag⁺、Fe²⁺、Cu²⁺或Ni²⁺)配位，降低了聚酯纤维的蠕变程度。中国发明专利CN103541038A、CN103556287B、CN103556290A、CN103526326B、CN103556293B所涉及的抗蠕变聚酯的高强低缩工业丝及其制备方法，都是在纺丝熔体中引入含氟聚合物及其助剂（碳化二亚胺类稳定剂进行协效），由于氟原子具有强电负性，在聚酯分子链之间能够形成氢键，增大分子间的作用力，能够在一定程度上起到抗蠕变的作用。

涤纶工业丝一方面是不断朝着高强低蠕变性能方向发展，另外在传送带、运输带、安全带、应用时对其阻燃都提出了需求。