假发用高温阻燃纤维的制作方法
发布时间:2024-10-15 01:46:13 | 次浏览
本发明涉及用聚酯、溴化聚苯乙烯和锑类阻燃剂制成的阻燃性的聚酯纤维。更详细的讲，涉及具有阻燃性、耐热性、强度、伸长率等纤维特性；和柔软滑爽、良好的悬垂性的和具有柔和光泽的假发用高温阻燃纤维。 另外，本发明涉及异型截面纤维，更详细的讲，涉及用作假发、头饰假发等人造头发用纤维，同时具有人真发的光泽、色泽、手感和滑爽性的异形截面纤维。
二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯为次要成分的聚酯纤维，由于具有高熔点、高强度高模量、
高耐温、以及优异的耐化学品性，其广泛被应用于服用纤维、帘子线、打包带、窗帘、装饰用
布、汽车织物内饰、人造头发、过滤网布、沥青混凝土补强材料等方面使用。 另一方面，以往过去假发、头饰假发、发带、玩具娃娃假发等的头发制品使用人真
发或人造纤维假发(如聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维和聚丙烯腈纤维)等。但由于真发收购
比较困难，所以人们逐渐将重点转向人造头发纤维。经过阻燃改性的聚丙烯腈纤维和聚丙
烯纤维虽然具有阻燃特性，但是耐热性方面则不符合要求。 近年来，人们提出了使用耐热性好的聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯纤维为主要成分的人造头发纤维的方向。然而，由于以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯纤维是可燃性材料，在阻燃性上不符合要求。 众所周知，过去人们进行了各种提高聚酯纤维阻燃性的探索。例如由1.含有磷元素的阻燃剂共聚单体共聚的阻燃聚酯制成纤维的方法；2.或者聚酯纤维用阻燃剂后整理的方法；3.聚酯纤维与阻燃剂共混纺丝制成纤维的方法。 作为第一种的使用含有磷元素的阻燃剂共聚单体共聚的阻燃聚酯制成纤维的方法，例如使用苯基-(丙酸乙二醇酯基)次磷酸作为共聚单体共聚的方法(CN 101200820A);还提出了含磷阻燃剂共聚单体共聚的阻燃聚酯方法，其中磷含量500 50， 000卯m，和含量为500 50， 000ppm碳黑来制备黑色阻燃聚酯纤维(CN101084331)。还提出了环状磷化合物或者磷酸酯 然而，人造假发要求比较高的阻燃性。因此共聚阻燃纤维作为人造头发用纤维时需要增加磷系阻燃剂的共聚量。而这会大幅度的降低聚酯纤维的耐热性和强度。同时熔融纺丝变得困难。或者接近火焰的时候虽然不着火燃烧，但是会产生熔融滴落。同时共聚阻燃聚酯纤维还有发粘感觉和不好的纤维外观问题。 作为第二种使用的是在聚酯纤维的表面采用浸入喷洒方法包覆一层磷系阻燃剂或者卤素系阻燃剂。(CN 1111304A);还提出了磷系阻燃性液体对聚酯纤维进行浸渍，然后在常压或者加压的条件下对聚酯纤维进行处理，以赋予聚酯纤维阻燃性。(CN 101133204);还提出了含有芳香基团和磷酰结构的阻燃剂对聚酯纤维进行处理(CN 101253184A)。
然而，采用浸渍、加压热处理阻燃剂方法，为了获得足够的阻燃性，存在必须长时间在15(TC左右高温使用大量阻燃剂的问题。产生纤维物性大大降低、生产成本增加、环境不友好和阻燃效果不能够长时间保持，不耐水洗等问题。 作为第三种聚酯纤维与阻燃剂共混纺丝制成纤维的方法使用的是聚酯、环状磷
化合物或者磷酸酯酰胺化合物和无机微粒熔融混炼得到的组合物，然后举行熔融纺丝
(CN100415958C);还提出了聚酯与溴化环氧乙烷阻燃剂和有机无机粉体共混后纺丝的方法，以赋予聚酯纤维阻燃性(CN101250766A). 以上制备阻燃纤维的方法都存在作为人造假发纤维或是阻燃性、或是强度、或是耐温性、或是梳理性不足。或是成本价格高和操作实施方法复杂的问题。都存在一定的缺陷。 本发明是采用含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种聚合物的聚酯A与溴化聚苯乙烯类阻燃剂B和锑类化合物C 一起熔融纺丝，同时添加着色母粒D对纤维进行着色。具有操作简单、阻燃性高、纤维强度高、耐温性高、梳理性悬垂性好和与真发接近等优点。
本发明的假发用高温阻燃纤维，是由含有聚对苯二甲酸亚烷基酯或以聚对苯二甲酸亚烷基酯为主体的共聚聚酯的一种或更多种组成的聚酯A和溴化聚苯乙烯类阻燃剂B和锑类化合物C，同时添加着色母粒D—起熔融纺丝制得的纤维。作为本发明使用的聚酯A含有聚对苯二甲酸亚烷基酯或以聚对苯二甲酸亚烷基酯为主体的共聚聚酯，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯等的聚对苯二甲酸亚烷基酯或以聚对苯二甲酸亚烷基酯为主体、含有少量共聚成分的共聚聚酯。前述所谓主体是指含有80摩尔％以上。 作为前述共聚成分，例如，可以举出间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸、对苯撑二羧酸、均苯四甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、奎二酸等，还包括5-磺基间苯二甲酸钠等含有磺酸盐的二元羧酸衍生物。共聚成分还可以是1，2_乙二醇、l，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6_己二醇、新戊二醇、l，4-环己烷二甲醇、二乙二醇、聚乙二醇、季戊四醇、4-羟基苯甲酸、e-己内酯等。 从安全性和操作便利性考虑，通常优选前述共聚聚酯通过以对苯二甲酸和其衍生物与亚烷基二醇的聚合物共聚反应制得，也可通过对苯二甲酸和其衍生物与亚烷基二醇的混合物共聚反应制得。 前述共聚酯的共聚成分，可在以聚对苯二甲酸亚烷基酯的主链或者侧链縮聚，对于共聚的方法等没有特殊的限制。 前述聚对苯二甲酸亚烷基酯及其共聚聚酯，可以使用1种，也可以将2种以上混合使用。其中优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯为主体，也优选这些2种以上的混合物。 作为A成分的特性粘度，优选是0.5 1.4，再优选是0.5 1. 1。特性粘度低于
0. 5时，纤维的强度较低，而超过1. 4时熔融粘度增大，熔融纺丝变得困难。 本发明使用的溴化聚苯乙烯系阻燃剂B没有特殊的限定，可以使用一般的使用的
溴化聚苯乙烯系阻燃剂，也可以是聚酯与溴化聚苯乙烯系阻燃剂形成的高浓度母粒。
上述B成分的使用量，相对于A成分100重量份，是5 30重量份。其中优选6 t份，再优选9 20重量份。使用量低于5重量份时，阻燃效果比较差，大于30重量 份时，破坏纤维的强度、耐热性。 B成分的数均分子量优选在30000以上，再优选40000 80000 。 上述成分锑类化合物C，可以是锑酸钠、三氧化二锑，五氧化二锑等。锑类化合物的
粒径没有特殊要求，但是优选0. 01 5 ii m，再优选0. 02 3 ii m。本发明使用的锑类化合
物可根据需要使用硅烷化合物、钛酸酯化合物、异氰酸酯化合物等进行表面处理。 锑化合物的使用量没有特殊的要求，但对于相对于A成分100重量份，优选0. 1
6重量份，再优选0. 2 5重量份。小于0. 1重量份时阻燃效果不好，大于6重量份时会造
成纤维强度降低，纺丝困难。 上述成分着色母粒D，可以是碳黑色母粒、钛白白色母粒、铬铁红色母粒、黄色母 粒、棕色母粒等。 色母粒的使用量没有特殊的要求。可根据实际要求来添加。相对于A成分100重 量份，优选0. 5 10重量份，再优选1 6重量份。 本发明的假发用高温阻燃纤维，可以通过采用熔融纺丝法制得。 例如将上述组合按一定的配比混合后，设定螺杆挤出机、计量泵，喷丝板等的温
度为260 31(TC，优选270 300°C 。纺出丝条冷却后用一定的速度牵引，可以是100
5000m/min，优选200 4000m/min。纤维纤度的控制可以通过螺杆挤出机转速、计量泵、喷
丝板孔径、牵引速度等来控制。 初生丝在侧吹风冷却后，可进行热牵伸。可以采用暂时巻绕后进行拉伸方法或者 不巻绕直接拉伸法。热拉伸可以采用1段拉伸法或者2段以上的多段拉伸法进行。
本发明假发用高温阻燃纤维的截面可以是圆形、扁圆形、方形，矩形、三角形、十字 形、星形、中空形等。但是优选圆形和十字形，或者是二者的组合。
本发明制得的假发用高温阻燃纤维是非巻曲状纤维。纤维的纤度为20 100dtex，优选30 80dtex，再优选40 60dtex。这样的纤度更适合人造头发用纤维。
本发明的假发用高温阻燃纤维的耐温在100 22(TC，优选150 21(TC，再优选180 200°C。 本发明的假发用高温阻燃纤维的阻燃性为UL-94测试方法下的V-2、V-1和V_0级别。其中优选V-l和V-0级别，再优选V-0级别。 本发明的假发用高温阻燃纤维，可以直接作为人造假发使用，也可以与人真发、改性聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维等并用。
实施实例1 : 将干燥到含水量100卯mppm以下的100份聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度0. 65(中石化洛阳石化公司)、20份的溴化聚苯乙烯(美国大湖公司)、6份的锑酸钠(闪星锑业有限公司)和5份的碳黑母粒(碳黑含量30%，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在28(TC下熔融挤出、牵引、切粒。将做出的切片干燥在含水量100ppm以下后，进行熔融纺丝。、纺丝温度28(TC，喷丝板直径0. 8mm。、喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500m/min的速度进行巻绕得到初生丝。对初生丝在1辊8(TC和2辊130°C下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用高温阻燃纤维。
实施实例2 : 将干燥到含水量100卯mppm以下的60份聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度0. 65(中石化洛阳石化公司)、40份聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度1. O(中石化仪征化纤公司)、20份的溴化聚苯乙烯(美国雅宝公司)、5份的三氧化二锑(闪星锑业有限公司)和5份的碳黑母粒(碳黑含量30%，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在28(TC下熔融挤出、牵引、切粒。将做出的切片干燥在含水量100ppm以下后，进行熔融纺丝。、纺丝温度28(TC，喷丝板直径0. 8mm。、喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500m/min的速度进行巻绕得到初生丝。对初生丝在1辊8(TC和2辊13(TC下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的假发用高温阻燃纤维。
实施实例3 : 将干燥到含水量100卯mppm以下的100份聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度0. 65(中石化洛阳石化公司)、30份的溴化聚苯乙烯母粒(美国雅宝公司)、5. 5份的三氧化二锑(闪星锑业有限公司)和5份的碳黑母粒(碳黑含量30%，科莱恩公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在28(TC下熔融挤出、牵引、切粒。将做出的切片干燥在含水量100卯m以下后，进行熔融纺丝。、纺丝温度280°C ，喷丝板直径0. 8mm。、喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷却。按照500m/min的速度进行巻绕得到初生丝。对初生丝在1辊8(TC和2辊13(TC下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在60dtex左右的聚酯纤维。
实施实例4 : 将干燥到含水量100卯mppm以下的50份聚对苯二甲酸丁 二醇酯，特性粘度1.0(中石化仪征化纤公司)、40份的溴化聚苯乙烯(美国大湖公司)和10份的三氧化二锑(闪星锑业有限公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在28(TC下熔融挤出、牵引、切粒。将100份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度0.65(中石化洛阳石化公司)和做 出的30份颗粒干燥在含水量100卯m以下后，和5份的碳黑母粒(碳黑含量30% ，科莱恩公 司)进行熔融纺丝。、纺丝温度28(TC，喷丝板直径0. 8mm。、喷出熔融丝条后用侧吹风空气冷 却。按照800m/min的速度进行巻绕得到初生丝。对初生丝在1辊8(TC和2辊13(TC下进 行3倍的牵伸，制得单丝纤度在40dtex左右的假发用高温阻燃纤维。
实施实例5 : 将干燥到含水量100卯mppm以下的40份聚对苯二甲酸丁 二醇酯，特性粘度 1.0(中石化仪征化纤公司)、50份的溴化聚苯乙烯母粒(美国雅宝公司)和10份的三氧化 二锑(闪星锑业有限公司)在高速搅拌机中混合，然后用双螺杆挤出机在28(TC下熔融挤 出、牵引、切粒。将100份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，特性粘度0. 65 (中石化洛阳石化公司) 和做出的30份颗粒干燥在含水量100ppm以下后，和5份的碳黑母粒(碳黑含量30% ，科莱 恩公司)进行熔融纺丝。、纺丝温度28(TC，喷丝板直径0. 8mm。、喷出熔融丝条后用侧吹风空 气冷却。按照800m/min的速度进行巻绕得到初生丝。对初生丝在1辊8(TC和2辊130°C 下进行3倍的牵伸，制得单丝纤度在40dtex左右的假发用高温阻燃纤维。
假发用高温阻燃纤维，是由100重量份的聚酯A、5～30重量份的溴化聚苯乙烯系阻燃剂B和锑类阻燃剂C组成的。所述聚酯A含有聚对苯二甲酸亚烷基酯或以聚对苯二甲酸亚烷基酯为主体的共聚聚酯的一种或更多种。
2. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其中A成分是含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种聚合物的聚酯。
4. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其中C成分选自锑酸钠、三氧化二锑、五氧 化二锑中的至少一种。
5. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其中所述假发用高温阻燃纤维的截面是2 个以上的圆或者十字的形状。
6. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其特征在于，所述假发用高温阻燃纤维耐 温在180°C 200°C。
7. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其特征在于，所述假发用高温阻燃纤维阻 燃性能达到V-O级别。
8. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其中所述假发用高温阻燃纤维的单丝纤度 是40 60dtex。
9. 权力要求1所述的假发用高温阻燃纤维，其中所述假发用高温阻燃纤维具有柔软滑 爽手感、良好的悬垂感和柔和的光泽。
本发明涉及假发用高温阻燃纤维，其是由100重量份的聚酯A、5～30重量份的溴化聚苯乙烯系阻燃剂B和锑类阻燃剂C组成的。所述聚酯A含有聚对苯二甲酸亚烷基酯或以聚对苯二甲酸亚烷基酯为主体的共聚聚酯的一种或更多种。
