[發明專利]一種端巰基有機含磷-硫酯化物及其制備方法和由其制得的阻燃聚酯纖維HOY絲

有效

• 申請號: 201710030664.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106835340B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 承婷婷;孫賓;杜軍;朱美芳;江曉澤;周哲
• 申請（專利權）人: 海泰紡織（蘇州）有限公司;東華大學
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;D01F6/92;D01F1/07
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 閻曉輝

1.一種端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法，其特征是，所述端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法為基于反應物多官能團反應活性差異的熔融縮合法，所述反應活性差異是指反應物中的多官能團受到空間位阻的影響具有不同的反應活性，多官能團按照反應活性由高到低的順序發生縮合反應，步驟如下：

1)將側基含磷二元羧酸與季戊四醇以4:1的摩爾比混合，在惰性氣體保護和機械攪拌的條件下進行熔融酯化反應，收集產物，經后處理得到端基為羧基的DAPER；所述側基含磷二元羧酸的兩個羧酸基的反應活性不同，所述側基含磷二元羧酸的結構式為：

2)將有機含巰基一元羧酸和二元醇以1:1的摩爾比混合，加入催化劑，在惰性氣體保護和機械攪拌的條件下進行熔融縮合反應，得到一端為巰基、另一端為羥基的DADA；所述有機含巰基一元羧酸中巰基和羧酸基的反應活性不同；

3)將步驟1)中得到的DAPER添加到步驟2)中的體系中，DAPER與DADA的摩爾比為1:4，保持體系的溫度不變，持續通入惰性氣體，在機械攪拌的條件下進行熔融酯化反應，收集產物，經后處理得到端巰基有機含磷-硫酯化物。

2.根據權利要求1所述的一種端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述惰性氣體為氬氣，所述機械攪拌的攪拌速度為300～500rpm；所述熔融酯化反應的溫度為180～200℃，反應時間為1～4h；所述后處理包括溶解、過濾和干燥。

3.根據權利要求1所述的一種端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法，其特征在于，所述有機含巰基一元羧酸的結構式如下：

所述二元醇為乙二醇、丙二醇或1,4-丁二醇。

4.根據權利要求1所述的一種端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述催化劑為4-甲基苯磺酸，所述有機含巰基一元羧酸與催化劑的摩爾比為1:0.01，所述惰性氣體為氬氣，所述機械攪拌的攪拌速度為300～500rpm，所述熔融縮合反應的溫度為180～200℃，反應時間為1～3h。

5.根據權利要求1所述的一種端巰基有機含磷-硫酯化物的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述惰性氣體為氬氣，所述機械攪拌的攪拌速度為300～500rpm，所述熔融酯化反應的時間為1～4h，所述后處理包括粉碎、溶解、過濾、洗滌和干燥，所述干燥是指在25～50℃的真空烘箱中真空烘干6～18h。

6.采用如權利要求1～5任一項所述的制備方法制得的一種端巰基有機含磷-硫酯化物，其特征是：所述端巰基有機含磷-硫酯化物為固態酯化物，所述端巰基有機含磷-硫酯化物的分子結構式如下：

式中，代表端巰基有機含磷-硫酯化物分子中心的季碳C與R之間的鏈段，鏈段中的-CH₂-與酯化物分子中心的季碳C連接，具體結構式如下：

所述R為端基為巰基的長鏈；

所述端巰基有機含磷-硫酯化物分子中磷元素和硫元素的總含量為12.4～13.13wt％，所述端基為巰基的長鏈為如下結構：

其中，n＝2,3,4。

7.根據權利要求6所述的一種端巰基有機含磷-硫酯化物，其特征在于，所述端巰基有機含磷-硫酯化物的分子量為1920～2032g/mol，熔點為65～125℃，起始熱分解溫度為340～420℃。

8.一種由如權利要求6所述的端巰基有機含磷-硫酯化物制得的阻燃聚酯纖維HOY絲，其特征是，阻燃聚酯纖維HOY絲的制備步驟如下：

(1)熔融共混，將干燥后的端巰基有機含磷-硫酯化物與PET切片進行混合得到預混料，將預混料熔融共混后切片制得阻燃聚酯切片；

(2)熔融紡絲，干燥后的阻燃聚酯切片經計量、擠出、冷卻、上油和高速卷繞制得阻燃聚酯纖維HOY絲。

9.根據權利要求8所述的阻燃聚酯纖維HOY絲，其特征在于，所述熔融共混在在雙螺桿擠出機中進行，所述熔融共混時端巰基有機含磷-硫酯化物與PET切片的質量比為3～10:90～97，所述熔融共混的溫度為255～265℃；

所述熔融紡絲的工藝參數為：

擠出溫度：290～300℃；

冷卻溫度：20～25℃；

高速卷繞速度：5000～7000m/min；

所述阻燃聚酯纖維HOY絲的極限氧指數≥34％，單絲纖度為0.3～2.0dtex，斷裂強度≥3.0cN/dtex，斷裂伸長率為50.0±4.0％。