[發(fā)明專利]一種陽離子可染性阻燃聚酯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110366698.5
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103122059A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 成娟;李旭;望月克彥
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/688;C08G63/78;C08K5/098;C08K5/521;D01F6/92;D01F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種陽離子可染性阻燃聚酯及其制造方法。

背景技術

聚酯，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯因其突出的性能，廣泛應用于纖維、薄膜等領域，倍受人們的青睞。

但是由于PET分子結構規(guī)整，易結晶，而且沒有易染官能團，雖然在高溫高壓下能夠用分散染料進行染色，但是生產條件苛刻，成本高。阻燃性方面，普通PET的極限氧指數是20～24，在通常條件下遇明火即易燃燒，阻燃性能差。

用于聚酯阻燃改性的阻燃劑主要是含鹵素和含磷的阻燃劑，由于鹵素屬于氣相阻燃機理，具有發(fā)煙大、易產生鹵素氣體而腐蝕加工設備的缺點，目前基本都采用含磷阻燃劑。但現有的含磷阻燃共聚酯普遍都存在著熱性能和力學性能差、紡絲結晶困難等不足。另外，阻燃聚酯纖維織物大多用于汽車、窗簾等的裝飾布，對其色彩風格、色牢度(尤其是日曬牢度)的要求極高，但由于聚酯分子鏈結構緊密、極性較小，只能采用分散染料進行染色，易褪色，從而限制了阻燃改性聚酯的應用。因此進一步研究開發(fā)高性能的阻燃聚酯是非常必要的。

在目前阻燃陽離子可染聚酯的研究中，主要有以下一些技術。中國專利CN1103185.9涉及一種阻燃陽離子染料易染滌綸短纖維制造方法，采用酯交換的方法在酯交換階段加入陽離子可染成分、在酯交換反應之后或聚合階段加入反應型阻燃劑。中國專利200410084108.X涉及一種阻燃陽離子染料易染聚酯的制造方法，采用直接酯化方法制備聚酯，在酯化反應之后或聚合階段添加反應型阻燃劑。中國專利200510043752.7涉及一種常壓陽離子可染的阻燃聚酯切片，聚合物中包括反應型阻燃劑。中國專利200810211851.5涉及一種常壓陽離子可染的阻燃聚酯共聚物，共聚物中包括反應型阻燃劑。上述方法得到的聚合物存在聚合物的色調差、耐光性差等缺點，而且在阻燃劑添加過多時會導致聚合反應性能低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種反應性好、色調優(yōu)異、耐光性能及耐熱性能良好、對環(huán)境友好、紡絲性能好的陽離子可染性阻燃聚酯及其制備方法。

本發(fā)明的技術解決方案如下：

一種陽離子可染性阻燃聚酯，由芳香族二元羧酸酯、亞烷基二醇和含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物在磷系阻燃劑、催化劑和助劑條件下反應而得到，其中磷系阻燃劑為如式1所示的反應型磷系阻燃劑A，聚酯中磷元素含量相對于聚酯總量為2000ppm～20000ppm；酯交換過程中使用堿金屬化合物為催化劑，且聚酯中所含堿金屬元素與磷元素含量的摩爾比為0.001～0.449；所述助劑包含調色劑醋酸鈷，聚酯中所含鈷元素與磷元素的摩爾比為0.0005～0.05；

式1

式1中的R₁為碳原子數為6～9的芳基；R₂、R₄分別為氫原子或碳原子數為2～6的羥基亞烷基，但不能同時為氫原子；R₃為碳原子數為1～6的亞烷基。

所述反應型磷系阻燃劑A由式2所示的磷化合物B與亞烷基二元醇進行酯化反應而得；

式2

式2中的R₁為碳原子數為6～9的芳基；R₃為碳原子數為1～6的亞烷基。

所述磷化合物B與亞烷基二醇酯化反應的酯化率為85％以上。

本發(fā)明所述的式2所示的磷化合物B與亞烷基二元醇進行酯化反應，最后得到酯化率為85％以上、阻燃劑A濃度為40％～80％的亞烷基二醇溶液。上述酯化反應的酯化率達到85％以上，能制得DEG含量較低、耐熱性較好的聚酯。如果將磷化合物B直接以固體形式添加，將導致聚酯的酯交換反應速率降低，聚合加工性能劣化，聚酯中DEG含量高。該聚酯中來自阻燃劑A的磷元素相對于聚酯總量為2000ppm～20000ppm，優(yōu)選3000～10000ppm。當磷元素含量低于2000ppm即阻燃劑A的添加量過少時，最終聚酯難以獲得阻燃性能；當磷含量高于20000ppm即阻燃劑A的添加量過多時，會降低聚合物熔點，不僅得不到更優(yōu)異阻燃性能的聚酯，還會提高生產成本。

所述的含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物的結構式如式3所示：

式3