[發(fā)明專利]含磷阻燃共聚酯離聚物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810045357.6
• 申請日: 2008-02-03
• 公開（公告）號: CN101225158A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉忠;葛欣國;王氚;向星;敬新柯;王德義;孫哲
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/78
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司
• 代理人: 唐麗蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含磷阻燃共聚酯離聚物及其制備方法的技術(shù)領(lǐng)域。具體的說，本發(fā)明涉及一類具有離子基團(tuán)的含磷阻燃共聚酯及其制備方法。該類聚酯因同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對聚酯的阻燃化改性和離子化改性，故既可改善阻燃聚酯纖維的染色性能，又可通過“離子團(tuán)聚體”產(chǎn)生的穩(wěn)定“物理交聯(lián)”提高聚酯的熔體粘度，從而賦予聚酯抗熔滴性能。

背景技術(shù)

近年來，火災(zāi)事故頻繁，特別是公共場所和人員密集處，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，不僅造成財(cái)產(chǎn)損失，還會導(dǎo)致重大人員傷亡。因此，火災(zāi)的預(yù)防已引起了人們普遍的關(guān)注。

而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和軍事等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門的塑料、橡膠、合成纖維三大合成高分子材料及其制品因大多數(shù)是易燃、可燃物品，不僅在燃燒時(shí)熱釋放速率大，熱值高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤灰紫纾袝r(shí)還產(chǎn)生濃煙和有毒氣體，對環(huán)境造成危害，而對聚合物進(jìn)行阻燃處理是減少火災(zāi)的重要措施之一(王永強(qiáng)著，阻燃材料及應(yīng)用技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2003)。

在三大合成高分子材料中，聚酯，尤其是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)因其具有高模量、高強(qiáng)度、高彈性、保形性和耐熱性等優(yōu)點(diǎn)，在合成纖維占有了極大的份額，近年來，除了作纖維材料外，在電器領(lǐng)域，特別是需要高溫性能的領(lǐng)域里的應(yīng)用得到快速的發(fā)展。然而，聚酯因其固有的易燃性和熔融滴落性等問題，使得在一些重要領(lǐng)域(如電子器件、阻燃防護(hù)服與軍服、交通工具內(nèi)的紡織品、高層賓館裝飾織物等)的應(yīng)用仍然受到了一定的限制。

自七十年代以來世界各國對阻燃聚酯纖維的研究和應(yīng)用開發(fā)日益活躍，各種阻燃聚酯纖維不斷問世，目前對聚酯纖維阻燃改性主要采取的是在其中添加如鹵素和磷化合物等阻燃劑。已有的研究表明，對聚酯而言，磷是最有效的阻燃元素之一(王玉忠著，聚酯纖維阻燃化設(shè)計(jì)，四川科技出版社，1994)。而含鹵素，特別是含氯、溴的阻燃劑雖然較為有效且應(yīng)用廣泛，但在燃燒時(shí)易釋放有刺激性和腐蝕性的氣體，如鹵化氫、二噁英等，使人吸入窒息死亡，從而也使含鹵阻燃劑的應(yīng)用受到限制。因此研發(fā)高效、無鹵阻燃的聚酯一直是科學(xué)界和工業(yè)界追求的目標(biāo)。

眾所周知，聚酯纖維除存在易燃性和熔融滴落性等問題外，還存在親水性和染色性能較差的問題，因而染色需要在高溫高壓和載體的存在下用分散染料染色，這不僅使得織物成本高，色譜窄，且生產(chǎn)中還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。1958年，Dupont公司成功合成了陽離子染料可染聚酯(CDP)，實(shí)現(xiàn)了聚酯在常壓下陽離子染料的沸染。陽離子染料可染聚酯是一種離聚物，它是由聚酯單體對苯二甲酸(或其酯化物)、乙二醇和第三單體間苯二甲酸(或其酯化物)的磺酸鹽，通過酯化(或酯交換)反應(yīng)后，在真空下縮聚反應(yīng)制備的。但該離聚物不具備阻燃性能。最近幾年，為了同時(shí)解決聚酯的阻燃以及易染性的問題，Maeda?Koji和Ikegami?Koichi(Water-soluble?flame-retardantpolyester?resin，resin?composition?containing?the?resin，and?fabric?product?treated?with?theresin?composition.WO?2004014983?A1，2004)不僅在聚合中加入了苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉以制備聚酯離聚物，而且還在反應(yīng)體系中加入了第四單體2-羧乙基苯基次膦酸(HPPPA)作為阻燃劑參與反應(yīng)。但是，很遺憾的是該反應(yīng)為多單體無規(guī)共聚，因而一方面會嚴(yán)重破壞聚酯鏈的規(guī)整性，影響聚酯分子的結(jié)晶，從而使得纖維性能下降，另一方面第四單體為含硫單體，對阻燃性能的貢獻(xiàn)也有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)存在的問題，提供一種新的具有含磷離子官能團(tuán)的阻燃共聚酯離聚物，該阻燃共聚酯離聚物無鹵、無毒、規(guī)整性和對稱性高，不僅可以直接作為纖維用阻燃共聚酯，改善阻燃共聚酯的染色性能，而且通過“離子團(tuán)聚體”能產(chǎn)生穩(wěn)定的“物理交聯(lián)”，可提高聚酯的熔體粘度，從而賦予聚酯阻燃、抗熔滴的性能。

本發(fā)明的目的之二是提供上述含磷阻燃共聚酯離聚物的制備方法。

本發(fā)明提供的含磷阻燃共聚酯離聚物，是由下述I、II、IV表示的結(jié)構(gòu)單元或I、II、III、IV表示的結(jié)構(gòu)單元組成：

式中，R₁表示亞芳基，

式中，R₂表示C₂～C₈的亞烷基，