[發(fā)明專利]阻燃聚酯樹脂

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310260909.6
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103289067A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅酉;付玉生
• 申請（專利權(quán)）人: 天津虹炎科技有限公司
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C07F9/6574
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種聚酯樹脂，尤其涉及一種力學(xué)性能、耐熱性和阻燃性優(yōu)良的聚酯樹脂。

背景技術(shù)：

聚酯樹脂是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化的高分子化合物之一，迄今已有近百年的歷史。由于其原料易得，價格低廉，成型工藝性好，具有良好的機械性能和耐熱性等，所以，它已成為當(dāng)代工業(yè)不可或缺的原材料，尤其在紡絲、紡織、電子等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。于是其安全性和阻燃性也越來越受到重視。目前，聚酯材料的阻燃主要是通過物理添加有機和無機阻燃劑來實現(xiàn)的，這樣對聚酯材料的性能有較大的影響，所以市場上急需一種能和羧酸反應(yīng)、成為聚酯材料分子內(nèi)阻燃的阻燃劑，使聚酯材料本身成為阻燃材料，又不影響產(chǎn)品的力學(xué)性能和耐熱性能。

發(fā)明內(nèi)容：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的發(fā)明人對普通聚酯樹脂進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，研發(fā)出一類全新的聚酯樹脂材料，其由二元酸和二元醇反應(yīng)得到，其中二元醇至少包括下述式I結(jié)構(gòu)的二元醇：

其中，二元酸可以是芳香族二元酸，例如對苯二甲酸或間苯二甲酸或鄰甲基對苯二甲酸，也可以是脂肪族二元酸，例如乙二酸、丁二酸或己二酸，或其混合物。除了上述結(jié)構(gòu)的二元醇，二元醇還可以包括乙二醇、丁二醇或己二醇等脂肪族二元醇，以及對苯二酚、間苯二酚和鄰甲基對苯二酚等芳香族羥基化合物。式I所述的二元醇：

同時含有酸源、炭源和氣源且含有活性基團(tuán)羥基，其與二元酸反應(yīng)形成的聚酯具有阻燃性，這是由于在燃燒時上述二元醇結(jié)構(gòu)發(fā)生分子內(nèi)的磷氮復(fù)配效應(yīng)，表面生成膨松且封閉的炭質(zhì)泡沫層，可以阻燃、隔氧、消煙、防滴落等，且可以釋放不燃?xì)怏w，稀釋聚合物燃燒所釋放的可燃性氣體，因此，具有優(yōu)異的阻燃效果，且低毒、低煙。

式I所述的二元醇的含量在全部二元醇中占的摩爾比例為1-20％，優(yōu)選1-10％。

式I所述的二元醇可以由3,9-二氯-2,4,8,10-四氧代-3,9-二磷螺環(huán)-3,9-二氧-[5,5]-十一烷與甲基乙醇胺反應(yīng)得到，其制備方法如下：

(1)將化學(xué)式為3,9-二氯-2,4,8,10-四氧代-3,9-二磷螺環(huán)-3,9-二氧-[5,5]-十一烷的氯化螺環(huán)磷酸酯，其結(jié)構(gòu)式如下式II所示，與甲醇按照0.2g/mL的配比加入到反應(yīng)器中，劇烈攪拌3～5分鐘，使得氯化螺環(huán)磷酸酯在甲醇中均勻分散，制得懸濁液；

(2)取與氯化螺環(huán)磷酸酯摩爾比為2～3:1的甲基乙醇胺溶于甲醇中，制得甲基乙醇胺溶液，所用甲醇的體積與步驟(1)中甲醇的體積比為1:1～3；

(3)在0～5℃，劇烈攪拌下，將步驟(2)制備的甲基乙醇胺溶液逐滴加入步驟(1)制得的懸濁液中；

(4)取與氯化螺環(huán)磷酸酯摩爾比為2:1的縛酸劑三乙胺，滴入步驟(3)所得的反應(yīng)體系中，滴畢，升高溫度至50～60℃，反應(yīng)4～6小時，期間反應(yīng)液逐漸由白色渾濁變?yōu)槌吻宓牡S色溶液；

(5)將步驟(4)所得到的溶液冷卻至室溫，過濾，40～70℃下減壓濃縮至溶液體積不再變化，得黃色粘稠狀液體，用二氯甲烷洗滌5次，以提純產(chǎn)物；

(6)將步驟(5)所得到的產(chǎn)物60℃下真空干燥24小時，得到亮黃色的粘稠狀液體，即為式I的二元醇。

關(guān)于本發(fā)明聚酯的合成工藝，以及所使用的聚合催化劑等都可以使用普通的已知的工藝，這些工藝已經(jīng)有大量的文獻(xiàn)和公開報道提及，例如，所述催化劑可以為三氧化二銻、醋酸銻、乙二醇銻、二氧化鍺、六氟鈦酸鉀、草酸鈦鉀、鈦酸四正丁酯中的任意一種或其組合。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明人經(jīng)過艱辛地研究，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)在聚酯結(jié)構(gòu)中引入了式I結(jié)構(gòu)的二元醇結(jié)構(gòu)，從而使聚酯的阻燃性得到大大改善。

本發(fā)明的聚酯集磷、氮、炭于一體，具有較高的磷、氮阻燃成分，是“三源一體”的膨脹型阻燃體系，不含鹵素，無毒環(huán)保，成炭性好，且不影響聚酯材料的力學(xué)性能和耐熱性；工藝簡單，合成條件溫和，容易控制，產(chǎn)率較高，無污染，適于工業(yè)化實施。

實施例

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件進(jìn)行。

制備例

(1)在裝有攪拌裝置和冷卻裝置的250mL的反應(yīng)器中加入10.0g氯化螺環(huán)磷酸酯和50mL甲醇，劇烈攪拌4分鐘，使氯化螺環(huán)磷酸酯在甲醇中分散均勻；