[发明专利]一种吸湿阻燃聚酯纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备具有优异吸湿性和高效阻燃性的复合功能聚酯纤维。属于纺织纤维领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对于纺织面料舒适性和安全性的要求越来越高；服装在穿着时的舒适性与服装面料的吸放湿特性具有密切的关系，而服装面料的安全性与阻燃性能有重要关系，特别是特殊作业环境下舒适性与安全性尤为重要。众所周知，聚酯纤维是合成纤维最大（约占合纤产量85%）品种，但吸湿性（回潮率仅为0.4%）、阻燃性较差（极限氧指数20~22%），因此亟需同时解决聚酯阻燃性和吸湿性的难题。

本研究通过化学改性和物理改性技术相结合的方法赋予聚酯纤维优异的吸湿性和高效阻燃性。合成的吸湿阻燃功能聚酯中，除引入含有吸湿基团的单体外，共聚还使聚酯分子链的规整性被部分破坏，结晶性能下降，从而聚酯纤维中无定形区相应增加，有利于吸附更多的水分子，提高了聚酯纤维的吸湿性能。在聚酯合成过程中加入反应型阻燃剂，使得所合成的聚酯具有持久阻燃性能。并且纤维在燃烧时其中的水分子蒸发吸热，具有降低基体温度和稀释可燃气体等作用，协同提高纤维的阻燃性能。可见，纤维的吸湿性能和阻燃性能协同作用，彼此促进各自性能的进一步提高。因此，可制备兼具吸湿性和阻燃性能的聚酯纤维，本发明制备的吸湿阻燃聚酯纤维回潮率大于1.0%，极限氧指数大于28%，大大提高了聚酯纤维织物的安全性与热湿舒适性，可应用于各种场合，特别是用于特殊作业环境下对舒适性与安全性要求极高的领域。

有关吸湿性聚酯纤维的研究国内外有很多报道。其主要改性技术有以下几种方法：1）在聚酯分子链上共聚引入亲水基团，改善聚酯纤维的吸湿性能；2）将聚酯与其它高吸湿聚合物共混纺丝提高吸湿性和亲水性；3）聚酯与吸湿性聚合物的复合纺丝经减量处理制备吸湿性好的多孔性复合纤维；4）用吸湿性物质固定于纤维表面，提高纤维的吸湿性； 5）纤维截面的异形化设计等。利用上述几类技术，各纤维大国相继都有PET吸湿纤维开发的技术报道。

美国杜邦、韩国和日本帝人公司对吸湿聚酯纤维的开发起步较早，并取得了相应的专利。如多孔中空纤维ウェルキィ。ウェルキィ是由日本帝人公司开发的PET中空微孔纤维，可以快速吸湿和放湿。吸湿、放湿纤维ウェルキィMA 也是日本帝人公司的产品。它是采用丝胶朊附着于PET纤维上，制备具有亲水性的聚酯纤维。“control”织物是日本旭化成公司开发的织物，它是由角钢状聚酯异形纤维“シーベE”与常规聚酯长丝编织而成的双重构造吸湿针织物。最著名的是杜邦公司独家研究开发的功能性纤维Coolmax，其纤维表面有四道沟槽，以这种纤维制成的布料能使人体活动时所产生的汗水迅速排至衣服表层。

有关吸湿排湿纤维，我国台湾及大陆地区也先后开发出多种具有良好吸湿排汗功能的新型纤维，如Coolplus、Cooltech、Coolbest、Cooldry等等。它们的共同特点是对纤维截面的异形化设计，使纤维表面具有细微沟槽，能将肌肤表层排出的湿气与汗水经过芯吸、扩散和传输，瞬间排出体外，且纤维与人体接触时不是以面或线接触，而是以点接触，使肌肤保持干爽与清凉。

聚酯纤维的阻燃改性方法主要采用共混阻燃改性、共聚阻燃改性以及阻燃后整理的方法,常用的阻燃剂主要有卤系和磷系阻燃剂。卤系阻燃体系属品种多、适用范围广、成本低、阻燃效果较好的阻燃剂。但是卤系阻燃剂在热裂解或燃烧时生成较多的烟和腐蚀性气体，容易产生二噁英类物质，对环境及人的生命产生极大的危害。目前阻燃聚酯纤维主要采用环保友好型磷系反应型阻燃剂。反应型阻燃剂非常适用于比较大型的聚酯切片及纤维生产企业，在常规的聚酯生产工艺基本不改变的情况下就可以进行阻燃聚酯的生产，并且由于磷系反应型阻燃剂阻燃效率高，燃烧过程中没有毒性气体的生成等各种优点，磷系反应型阻燃剂已经成为阻燃聚酯的主流阻燃剂。如国外已经工业化的阻燃涤纶如 Forflam、 Treirva CS、 Heim、 GH和 Extar 等，采用的就是共混及共聚型磷系阻燃剂。另外，后整理法也是生产阻燃聚酯及其织物的一种方法。对涤纶织物的阻燃后整理主要采用六溴环十二烷、四羟甲基氯化磷/脲共聚物以及 Amgard 公司生产的环状磷酸酯 Antiblaze P45等，美国Mobil公司的Antiblaze 19T是采用环状磷酸酯阻燃剂整理的代表，但后整理法所得产品的阻燃耐久性较差。