[發明專利]一種阻燃聚酯及其生產方法

無效

• 申請號: 201210338191.3
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN103665360A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 柏立軍;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: C08G63/695
• 分類號: C08G63/695;C08G63/78;C08L67/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種阻燃聚酯及其生產方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）及其纖維由于具有高模量、高強度、良好的拉伸彈性等特點，被廣泛地應用在服裝、產業、交通運輸、裝飾材料等領域。但是PET屬于可燃品，這大大的限制了其在要求阻燃領域的應用。全世界每年由于纖維材料易燃引起的火災造成了巨大的經濟損失。

因此，人們對聚酯的阻燃性進行了深入廣泛的研究，得到了各種阻燃聚酯。對聚酯阻燃性的研究涉及到阻燃劑的開發、阻燃處理方法的研究等方面。目前廣泛使用的阻燃劑為磷系阻燃劑，主要有苯基磷、側鏈磷、磷酸等化合物，這些磷系阻燃劑主要是通過融滴滴落帶走大量的熱量，從而起到阻燃的效果。然而滴落的融滴熱量高，且可能帶有火焰，容易導致二次燃燒。阻燃處理方法有阻燃劑表面改性、共混添加、共聚添加等。

王玉忠等在《聚苯基膦酸二苯砜酯對PET凝聚相阻燃作用的研究》一文中公開了使用聚苯基膦酸二苯砜酯阻燃劑（PSPPP）與聚對苯二甲酸乙二酯（PET）共混來提高PET的阻燃性能，燃燒時通過炭化殘余物形成一個阻礙生成的有機可燃物向火焰面擴散的惰性屏障，從而隔絕了熱解區域，達到阻燃目的。比較一般的磷化合物，雖然PSPPP的成碳性提高了，但仍是滴落型，燃燒中滴落比較嚴重，容易形成二次燃燒。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗滴落、低二甘醇（DEG）含量、高熔點、具有良好色調、可紡性好、產品安全性好、節能環保且成本低的阻燃聚酯及其制備方法。

本發明采用的技術方案是：

????一種阻燃聚酯，主要由芳香族二元酸和二元醇共聚而成，該聚酯的鏈段中還含有如式1所示的結構單元A和如式2所示的結構單元B，

^???????式1，

????????????????????????????_????????????式2，

其中，式2中的m為0～5的整數，X是鹵素、碳原子數為2～4的烷氧基或碳原子數為2～4的酰氧基，Y是有一個氫原子被取代的氨基、環氧基、乙烯基、氰基、苯氨基、碳原子數為2～6的烷氨基或碳原子數為2～6的環氧基。

上式2中—Y的結構優選如式3所示，

???????????????????????????????????????????????式3，

式3中R是氫、苯基或碳原子數為2～5的烷基。

相對于聚酯總重量，優選結構單元A占0.05～15wt%，結構單元B占0.01～10wt%，更有選結構單元A占3～10wt%，結構單元B占0.05～5wt%。

本發明所述阻燃聚酯的生產方法，由芳香族二元酸、二元醇、膦酸苯基二苯砜酯低聚物和如式4所示的硅化合物進行聚合反應，得到阻燃共聚酯，

???????????????????????????????????????????式4

其中，m為0～5的整數，X是鹵素、碳原子數為2～4的烷氧基或碳原子數為2～4的酰氧基，Y'是氨基、環氧基、乙烯基、氰基、苯氨基、碳原子數為2～4的烷氨基或碳原子數為2～4的環氧基。

具體的，可以先將芳香族二元酸和二元醇進行酯交換反應得到小分子聚合物，然后加入膦酸苯基二苯砜酯低聚物和如式4所示的硅化合物進行縮聚反應；或者在酯化階段加入膦酸苯基二苯砜酯低聚物，讓芳香族二元酸羧基與阻燃劑膦酸苯基二苯砜酯低聚物的端羥基進行酯化反應，酯化完成后，再加入如式4所示的硅化合物進行縮聚反應。

相對于阻燃聚酯總量，芳香族二元酸的添加量為55～83wt%，二元醇的添加量為20～56wt%，膦酸苯基二苯砜酯低聚物的添加量為0.05～15wt%，硅化合物的添加量為0.01～10wt%。

上述芳香族二元酸可以是對苯二甲酸、間苯二甲酸或它們的衍生物，優選對苯二甲酸；二元醇可以是乙二醇、丙二醇或丁二醇，優選乙二醇。

本發明所述的另一種方法是將聚酯與膦酸苯基二苯砜酯低聚物和如式4所示的硅化合物共混后擠出得到阻燃聚酯。在共混過程中，由于在高溫和擠出機的剪切力作用下，由芳香族二元酸、二元醇進行聚合反應得到的聚酯與膦酸苯基二苯砜酯低聚物以及如式4所示的硅化合物發生酯化反應，從而使酸苯基二苯砜酯低聚物以及如式4所示的硅化合物進入聚酯的分子鏈中。其中膦酸苯基二苯砜酯低聚物的添加量相對于阻燃聚酯總量的0.05～15wt%，硅化合物的添加量相對于阻燃聚酯總量的0.01～10wt%，聚酯的添加量相對于阻燃聚酯總量的75～99wt%。