一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法技术

本发明专利技术涉及聚醚酰胺纤维制备的技术领域，公开了一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，包括如下步骤：将己内酰胺、含磷阻燃剂和水混合后进行预聚合反应，得到阻燃聚酰胺预聚体；加入双氨基封端的聚醚、催化剂和抗氧剂继续进行聚合反应，再经过纺丝制备得到阻燃聚醚酰胺弹性体纤维；所述含磷阻燃剂为2

【技术实现步骤摘要】
一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚醚酰胺纤维制备的
，尤其是涉及一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]聚醚酰胺弹性体作为一种交替嵌段共聚物弹性体，其结构组成包括聚酰胺硬段和聚醚或聚醚胺软段。聚酰胺作为硬段可提供优良的机械性能、耐高温性能和耐溶剂性能，聚醚或聚醚胺类软段的嵌入可提供材料良好的耐低温性能、高弹性和可回复性。因此，聚醚酰胺弹性体经纺丝后是一种具有高附加价值的弹性体纤维，不仅具有高弹和高回复的弹性纤维特性，并且具有耐磨、易加工、耐曲挠疲劳的特点，在汽车零部件、鞋材、弹性薄膜、充电桩线缆等领域获得了广泛的研究及市场应用。
[0003]目前，关于聚醚酰胺弹性体的制备方法已有相关专利介绍，通过在聚合工艺中对粘度、熔体表观流动性、分子量等指标加以控制，即可制备出纤维级聚醚酰胺弹性体，即聚醚酰胺弹性体纤维。而阻燃性能则赋予聚醚酰胺弹性体纤维在市场应用中的功能化优势，但是，传统的氯系、溴系阻燃剂、无机阻燃剂虽具有一定的阻燃性能，却无法达到环保指标要求，目前使用量极少，且在制备聚醚酰胺弹性体纤维时，无机阻燃剂的引入会大大影响纤维的纺丝性能。
[0004]公开号为CN111560166A的中国专利技术专利公开了一种无卤阻燃聚酰胺热塑性弹性体组合物及其制备方法，所述组合物包括以下组分：52
‑
80重量份的聚酰胺热塑性弹性体(TPAE)、5
‑
15重量份的聚乙烯
‑
丙烯酸酯、2
‑
6重量份的硅橡胶、3
‑
9重量份的碳酸钙、10
‑
15重量份的三聚氰胺基阻燃剂、0
‑
2重量份的偶联剂以及0
‑
1重量份的抗氧剂。虽然组分的协同作用使得本专利技术的组合物具有很好的阻燃效果，但是组分间仍为物理结合，结合性能较差，且会影响聚酰胺弹性体的可纺性。
[0005]公开号为CN112745500A的中国专利技术专利公开了一种DOPO基反应型阻燃剂聚醚酰胺及其制备方法，采用的DOPO基反应型阻燃剂以羟基为两端活性基团，能参与聚醚酰胺的共聚，有效提高聚醚酰胺的阻燃性能。但是，该专利技术并未阐述所制备阻燃聚醚酰胺的可纺性，且利用酯化反应进行共聚时的反应活性较低，仍需要进一步探讨阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的高效制备工艺。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供了一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，引入有机含磷阻燃剂参与聚醚酰胺的共聚，提高结合性能的同时，保证阻燃聚醚酰胺弹性体纤维具备较高的可纺性和力学性能。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，包括如下步骤：将己内酰胺、含磷阻燃剂和水混合后进行预聚合反应，得到阻燃聚酰胺预聚体；加
入双氨基封端的聚醚、催化剂和抗氧剂继续进行聚合反应，再经过纺丝制备得到阻燃聚醚酰胺弹性体纤维；所述含磷阻燃剂为2
‑
[(6
‑
氧代
‑
6H
‑
二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环
‑6‑
基)甲基]丁二酸，其亦作为分子量调节剂。
[0008]本专利技术使用己内酰胺经开环聚合制备聚酰胺预聚体，添加的有机含磷阻燃剂可参与预聚合反应，制备得到的阻燃聚酰胺预聚体具有本征阻燃特性，且未添加无机阻燃材料，因此相比其他阻燃弹性体，提高了结晶性能和可纺性。含磷阻燃剂还可作为分子量调节剂对己内酰胺的开环聚合进行封端，调节聚酰胺的分子量，以及聚醚酰胺弹性体中软硬段的比例，其中聚酰胺为硬段，聚醚为软段。其含有的双羧基结构既可以对聚酰胺预聚体进行封端，又能够与含双氨基封端的聚醚进行聚合，且因该聚合反应为酰胺化反应，反应活性远大于传统聚醚酰胺弹性体中的酯化反应，反应速率提高，避免长时间缩聚发生氧化降解而降低可纺性。
[0009]另外，含磷阻燃剂2
‑
[(6
‑
氧代
‑
6H
‑
二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环
‑6‑
基)甲基]丁二酸(简称DDP)的反应活性较高，改善聚醚酰胺弹性体阻燃性能的前提下并未复杂化聚合工艺制备方法，且制备得到的聚醚酰胺弹性体由于具有较高的流动性和极低的凝集粒子含量，纺丝效果极佳，具有广阔的市场应用前景，拓宽了聚醚酰胺弹性体的应用领域。
[0010]作为优选，所述双氨基封端的聚醚为聚乙二醇二元胺、聚丙二醇二元胺或聚四氢呋喃二元胺；所述双氨基封端的聚醚的分子量为500～2000。
[0011]本专利技术选择双氨基封端的聚醚进行共聚，并进一步限定了聚醚的分子量，这是因为端氨基的含量会影响交联程度以及弹性体的粘度、色值等，可保证弹性体具有较高的可纺性，且软硬段的比例达到平衡，纺丝得到纤维的力学性能较好。
[0012]作为优选，所述己内酰胺、含磷阻燃剂和双氨基封端的聚醚的质量比为20～80：3～6：40～70。
[0013]控制己内酰胺、含磷阻燃剂和双氨基封端的聚醚的质量比也是为了将软硬段的比例达到较优状态，纺丝得到纤维的力学性能较好。
[0014]作为优选，所述催化剂为磷酸、亚磷酸、偏磷酸、硼酸或草酸；所述抗氧剂为四[甲基
‑
β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N
‑
1,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰胺和亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯中的一种或多种。
[0015]作为优选，所述预聚合反应为：排出空气后，先进行开环聚合，在温度为160～240℃下搅拌反应1～3h；再在0.5～1.5h内卸压至常压，之后进行抽真空缩聚，在温度为220～260℃下反应1～3h。
[0016]作为优选，所述排出空气为：先抽真空至负压50～100KPa，充氮气至压力为0.1～0.2MPa，再缓慢卸去压力；重复进行3～5次后维持在常压。
[0017]作为优选，所述聚合反应为：通入氮气后，先在温度为230～250℃下常压搅拌1～3h，再进行抽真空缩聚反应，在温度为240～280℃下反应2～4h，之后出料得到阻燃聚醚酰胺弹性体。
[0018]作为优选，所述抽真空的真空度大于
‑
90KPa；所述出料的标志为电流达到90～93A。
[0019]可通过电流判断粘度以及粘度的波动变化，达到平衡时出料以保证得到较高质量
的纤维产品。
[0020]作为优选，所述纺丝为：将阻燃聚醚酰胺弹性体进行切片，再依次经萃取、干燥后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将己内酰胺、含磷阻燃剂和水混合后进行预聚合反应，得到阻燃聚酰胺预聚体；加入双氨基封端的聚醚、催化剂和抗氧剂继续进行聚合反应，再经过纺丝制备得到阻燃聚醚酰胺弹性体纤维；所述含磷阻燃剂为2
‑
[(6
‑
氧代
‑
6H
‑
二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环
‑6‑
基)甲基]丁二酸，其亦作为分子量调节剂。2.如权利要求1所述含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，其特征在于，所述双氨基封端的聚醚为聚乙二醇二元胺、聚丙二醇二元胺或聚四氢呋喃二元胺；所述双氨基封端的聚醚的分子量为500~2000。3.如权利要求2所述含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，其特征在于，所述己内酰胺、含磷阻燃剂和双氨基封端的聚醚的质量比为20~80：3~6：40~70。4.如权利要求1所述含磷自阻燃聚醚酰胺弹性体纤维的制备方法，其特征在于，所述催化剂为磷酸、亚磷酸、偏磷酸、硼酸或草酸；所述抗氧剂为四[甲基
‑
β
‑
(3 ,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β
‑
(3 ,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N ,N
‑
1 ,6
‑
亚已基
‑
双[3
‑
(3 ,5
‑
二叔丁基

【专利技术属性】
技术研发人员：薛增增，许冬峰，产文涛，杨新华，
申请(专利权)人：浙江恒逸石化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：