[发明专利]一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酯纤维技术领域，具体涉及一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法。该聚酯纤维的制备方法包括季戊四醇的亲水改性、亲水共聚酯切片制备、结晶干燥、POY纺丝、拉伸定型、溶解成孔剂，方法合理，参数精确控制，与现有技术相比，大大改善了亲水性、吸湿性、阻燃性，具有优异的极限氧指数和回潮率，手感舒适，扩大了其在纺织服装领域的应用，克服了现有的聚酯纤维亲水性、吸湿性、耐热阻燃性很难兼顾的缺陷。

技术领域

本发明涉及聚酯纤维技术领域，特别涉及一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法，具体涉及一种具有良好吸湿性、机械强度的亲水阻燃聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维因其优良的机械强度、耐热性、耐化学性而成为合成纤维中应用最为广泛的品种，但是由于聚酯本身的分子结构排列规整，结晶度高、杨氏模量大，作为纺织领域纤维存在手感发硬的问题，影响了其舒适性；同时聚酯分子缺乏极性官能团，亲水性吸湿性很差，点燃后也会快速燃烧，在标准环境下纤维的回潮率仅为0.4％，而天然纤维棉回潮率达到了7.5％。聚酯纤维的吸湿性差、阻燃性能差及手感发硬等缺陷在很多场合制约了其应用和发展。

现有技术中关于亲水或阻燃型聚酯纤维的报道较多。CN103820879A的专利公开了一种含咖啡炭的亲水聚酯纤维及其制备方法，通过将纳米级咖啡炭粉体与亲水聚酯切片熔融造粒、纺丝，得到了消臭、升温、快干、高回潮率的亲水聚酯纤维。但是，发明人研究发现，该聚酯纤维的熔化温度较低，极限氧指数较低，阻燃性能较差。

CN105431470A的专利公开了一种亲水性聚酯纤维的制备方法，通过在特定的成纤阶段，使用一种碱及亲水性聚合物的混合物来处理疏水性聚酯纤维，显著改善了聚酯纤维的亲水性，但是操作设备和工艺条件较苛刻，很难满足工业化生产的需求。

CN103628173A的专利报道了一种高亲水阻燃聚酯纤维的制备方法，引入多元醇改善聚酯的亲水性能，共聚阻燃剂改善聚酯的阻燃性能，制备的纤维回潮率达到0.6-2.0％，极限氧指数可达30％以上。但是发明人研究发现，共聚阻燃剂在高温时并不能很好的发挥写同阻燃效果，236℃以上就会发生熔化，需要进一步改进。

综上，如何提高聚酯纤维的亲水阻燃性能以扩大其应用范围是本领域技术人员研究的重点和难点问题。本发明人从改善聚酯纤维的亲水性和阻燃性考虑，筛选和设计大量的实验进行摸索和优化，尝试将聚酯纤维的常用添加剂进行亲水改性，在酯化反应中加入，并且配合高效的聚合型阻燃剂，意外的发现聚酯纤维熔体的溶解性能提高，熔体黏度降低，且回潮率和阻燃性能显著提高，且聚酯纤维的手感也变得柔和，染色后色牢度提高，克服了现有的聚酯纤维亲水性、吸湿性、耐热阻燃性很难兼顾的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种亲水阻燃聚酯纤维材料及其制备方法，通过加入季戊四醇的亲水改性物，改善了疏水聚酯纤维的亲水性，回潮率高，聚合型无卤阻燃剂可以高效阻燃，工艺方法精确可控，克服了现有的聚酯纤维亲水性、吸湿性、耐热阻燃性很难兼顾的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种亲水阻燃聚酯纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)季戊四醇亲水改性：配制饱和硫酸铜溶液，水浴加热至50-60℃，缓慢加入季戊四醇粉末，充分搅拌后，关闭加热，加入乙二醇沉淀，沉淀物干燥粉碎得到季戊四醇亲水改性物；

(2)亲水共聚酯切片的制备：将对苯二甲酸、乙二醇、四水合乙酸钴按照摩尔比1：1.3-1.6：0.003-0.006混合搅拌，220-240℃反应1-2h后，加入聚合型无卤阻燃剂、成孔剂，升温至245-255℃反应1-2h，再升温至260-270℃，加入季戊四醇亲水改性物的乙二醇溶液，添加完后继续反应2-3h；反应物挤出、切料烘干得到亲水共聚酯切片；其中，季戊四醇亲水改性物的乙二醇溶液体积浓度为2-5％；季戊四醇亲水改性物、聚合型无卤阻燃剂的用量为对苯二甲酸质量的3-8％、0.4-0.8％；