[發明專利]耐熱阻燃聚酯、聚酯制品、其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010918482.4
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111777753B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉小青;王靜剛;費璇
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/78;C08J5/18;C08L67/02;B32B33/00;B32B27/36;B32B27/18;B32B27/06;B32B7/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種耐熱阻燃聚酯、聚酯制品、其制備方法與應用。所述耐熱阻燃聚酯的制備方法包括：使包含含磷化合物、二元酸和/或二元酸酯化物、二元醇、酯化和/或酯交換催化劑的第一混合反應體系進行共聚反應，獲得中間產物；使包含中間產物、縮聚催化劑和穩定劑的第二混合反應體系在真空條件下繼續反應，獲得耐熱阻燃聚酯；所述含磷化合物具有下式所示的結構：本發明通過在合成體系中引入含磷化合物，可以有效提高2,5?呋喃二甲酸基聚酯的玻璃化轉變溫度和阻燃特性，使形成的共聚酯兼具優異的耐熱性和阻燃性，可廣泛應用于消防產品、廚電產品、食品包裝、光學領域、建筑材料、裝飾材料、汽車制造、阻隔膜、阻隔瓶、纖維、工程塑料等領域。

技術領域

本發明涉及一種聚酯，具體涉及一種耐熱阻燃聚酯、聚酯制品及其制備方法與應用，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）由對苯二甲酸和乙二醇合成，廣泛應用于化纖、包裝材料、工程塑料等領域，全球年產量在7000萬噸以上，其中中國4000多萬噸，且80%用于纖維制造。目前生產PET的主要原料對苯二甲酸（TPA）完全依賴石化產品對二甲苯（PX），尋找PX及其衍生物的綠色制造成為維持聚酯行業可持續發展的重要命題。生物基高分子材料以可持續的生物質及其平臺化合物為原料，既可降低高分子材料對石化資源的消耗，又可降低CO₂的排放。因此，以生物質資源開發能替代石油基的生物基聚酯，有利于節約石化資源和保護環境，實現聚酯的真正綠色制造和循環使用。

通過淀粉或糖類規模化制備的生物基2,5-呋喃二甲酸（FDCA）具有芳香結構，與石油基的對苯二甲酸有相似的化學結構，是非常優異的生物基芳香聚酯單體。基于FDCA的聚酯主要有聚對苯二甲酸乙二醇酯（PEF）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PPF）、聚對苯二甲酸2,2-二甲級-1,3-丙二醇酯（PNF）等，其玻璃化轉變溫度分別只有84℃、58℃和68℃。在用于消防產品、廚電產品、食品包裝、光學領域、建筑材料、裝飾材料、汽車制造等領域時，其玻璃化轉變溫度明顯不足，且阻燃性也需要進一步提高，來保證生命及財產安全。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種耐熱阻燃聚酯及其制備方法，以克服現有FDCA基聚酯耐熱和阻燃不足的缺點。

本發明的另一個目的在于提供所述耐熱阻燃聚酯的應用。

本發明的另一目的還在于提供一種聚酯制品的加工方法。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明實施例提供了一種耐熱阻燃聚酯，其具有如式（Ⅱ）所示的結構：

式（Ⅱ）

其中，R₁、R₂、R₃、R₄均獨立地選自氫、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或鹵素基團，優選為鹵素取代的C1～C6的烷基，R₅獨立地選自氫、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar₁和Ar₂均獨立地選自取代或未取代的苯環，x為0~2內的任一整數，R₆為二元醇殘基，R₇為二元酸殘基，j、k、m、n均為1~10內的任一整數，z為10~100內的任一整數。

進一步的，所述耐熱阻燃聚酯的玻璃化轉變溫度為88~140℃，阻燃特性為V1級。

本發明實施例還提供了一種耐熱阻燃聚酯的制備方法，其包括：

使包含含磷化合物、二元酸和/或二元酸酯化物、二元醇、酯化和/或酯交換催化劑的第一混合反應體系進行共聚反應，獲得中間產物；

使包含所述中間產物、縮聚催化劑和穩定劑的第二混合反應體系在真空條件下繼續反應，獲得耐熱阻燃聚酯；