[發(fā)明專利]一種用于制造纖維的阻燃聚酯組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710045374.5
• 申請(qǐng)日: 2007-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101376688A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林菘;王鳴義;郁培齡;吳以準(zhǔn);朱剛;錢軍;張曉靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G63/183
• 分類號(hào): C08G63/183;C08K5/5357;C08L67/03;D01F6/62;D01F1/07
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 沈原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃聚酯組合物，特別涉及用于制造纖維的、含有磷系有機(jī)反應(yīng)型阻燃劑的阻燃聚酯組合物。

背景技術(shù)

具有阻燃性能的聚酯近年來(lái)發(fā)展迅速，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域涉及民用和工業(yè)，其中阻燃聚酯纖維的應(yīng)用則最為廣泛。阻燃聚酯采用的阻燃劑主要包括三種類型：添加型、共聚反應(yīng)型和后整理型，相對(duì)而言，共聚反應(yīng)型阻燃聚酯因阻燃劑最終存在于聚酯的大分子鏈上，故阻燃性能更為穩(wěn)定和長(zhǎng)效。磷系反應(yīng)型阻燃劑的阻燃性能優(yōu)異，且環(huán)境友好，被公認(rèn)為是最理想的聚酯阻燃劑之一，使用此類阻燃劑的阻燃聚酯產(chǎn)品也已成為研究開(kāi)發(fā)的主流。

采用磷系反應(yīng)型阻燃劑的阻燃聚酯也可稱為含磷共聚酯，阻燃劑的引入破壞了大分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，從而導(dǎo)致其熱轉(zhuǎn)變性能發(fā)生了明顯的改變。這種熱轉(zhuǎn)變性能的改變對(duì)聚酯纖維的制造加工帶來(lái)了不利的影響，比較明顯的是聚酯切片在紡絲前的干燥和結(jié)晶過(guò)程極易發(fā)生粘連結(jié)塊。現(xiàn)有技術(shù)中，人們不得不通過(guò)采取降低預(yù)結(jié)晶溫度、干燥溫度和放緩升溫速率、延長(zhǎng)干燥時(shí)間、使用落后的間歇式真空轉(zhuǎn)鼓干燥設(shè)備等措施來(lái)克服切片的粘連結(jié)塊現(xiàn)象，這就大大增加了生產(chǎn)成本和降低了生產(chǎn)效率。這種熱轉(zhuǎn)變性能的改變對(duì)纖維制造帶來(lái)的不利影響還存在于紡絲牽伸工序，它將使得牽伸操作工藝難以穩(wěn)定。

現(xiàn)有技術(shù)中，有不少旨在提高含磷共聚酯熱性能的技術(shù)方案推出。如中國(guó)專利02133602.4、中國(guó)專利申請(qǐng)200510021959.4介紹通過(guò)向阻燃聚酯中加入無(wú)機(jī)的添加劑可提高其熱性能，能明顯減少阻燃聚酯熔融后熔體滴落的發(fā)生。但已有的這些方法加入無(wú)機(jī)添加劑的量較大，聚酯中添加劑含量達(dá)5wt％以上時(shí)才產(chǎn)生明顯的效果，最高甚至達(dá)到10wt％或30wt％。這實(shí)際上已類似于向含磷共聚酯中加入無(wú)機(jī)填充劑來(lái)提高其熱性能，聚合物熔體中摻入含量較高的無(wú)機(jī)顆粒物對(duì)于制造薄膜或其它模制品影響不大，但對(duì)紡絲加工顯然是不利的，如紡絲時(shí)容易造成斷頭、紡絲組件使用周期縮短；牽伸時(shí)屈服應(yīng)力降低而影響大分子的取向度等，后者將直接影響纖維產(chǎn)品的力學(xué)性能。

現(xiàn)有的技術(shù)方案均未明確地提出試圖縮小含磷共聚酯與常規(guī)聚酯在熱轉(zhuǎn)變性能上存在的偏離，而對(duì)于聚酯纖維的制造廠家來(lái)說(shuō)，縮小含磷共聚酯與常規(guī)聚酯在熱轉(zhuǎn)變性能上的偏離應(yīng)該是最為期望的，因?yàn)檫@將有利于使用常規(guī)的聚酯纖維制造設(shè)備和工藝來(lái)穩(wěn)定地生產(chǎn)阻燃纖維。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于制造纖維的阻燃聚酯組合物，它所要解決的技術(shù)問(wèn)題是縮小阻燃聚酯與常規(guī)聚酯在熱轉(zhuǎn)變性能上產(chǎn)生的偏離，以使其更易通過(guò)常規(guī)的聚酯纖維制造設(shè)備和工藝來(lái)穩(wěn)定地制造阻燃纖維產(chǎn)品，同時(shí)，要求解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)措施本身不會(huì)對(duì)阻燃聚酯纖維的制造或制得的產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不利影響。

以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案：

一種用于制造纖維的阻燃聚酯組合物，該組合物的組份包括：

a)含有反應(yīng)型阻燃劑的聚酯，該聚酯由對(duì)苯二甲酸、二元醇和阻燃劑縮聚而成，二元醇為乙二醇、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇，阻燃劑為具有下述結(jié)構(gòu)式的化合物：

其中R₁為C1～C4的亞烷基，R₂和R₃各自為H或C2～C4的羥烷基，阻燃劑在聚酯中的含量為2～10wt％，聚酯的特性粘度為0.60～0.75dl/g；

b)成核劑，該成核劑為納米高嶺土顆粒，其平均粒徑為200～600nm；

成核劑均勻地存在于聚酯組合物中，在聚酯組合物中的含量為0.05～0.9wt％。

上述聚酯最好由對(duì)苯二甲酸、乙二醇和阻燃劑縮聚而成；成核劑納米高嶺土顆粒的平均粒徑最好為200～500nm；成核劑在聚酯組合物中的含量最好為0.2～0.9wt％；聚酯的特性粘度最好為0.60～0.70dl/g。

已有的研究表明，相對(duì)常規(guī)的聚酯來(lái)說(shuō)，含磷共聚酯的玻璃化溫度T_g、熔點(diǎn)T_m降低，而冷結(jié)晶峰溫度T_hc提高、熔融結(jié)晶峰溫度T_cc降低，這預(yù)示著含磷共聚酯的結(jié)晶能力下降，即結(jié)晶速率下降，而這種結(jié)晶性能的改變，應(yīng)該是導(dǎo)致含磷共聚酯在干燥結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生粘連結(jié)塊、牽伸操作工藝不易穩(wěn)定的主要的和直接的原因。發(fā)明人充分注意到了這一點(diǎn)，并據(jù)此完成了本發(fā)明的技術(shù)方案。