[發明專利]一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備及在纖維中的應用

有效

• 申請號: 202310076181.5
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN115806660B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 王山水;魏存宏;劉泳;付恒巖;寇婉婷;鈕臧臧;楊傳芝;王鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇恒力化纖股份有限公司
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/688;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: 辛自豪

1.一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于：將含磷聚酯鏈段低聚物與含磺酸鹽離子鍵鏈段低聚物經過二異氰酸酯擴鏈反應生成離子型共聚阻燃聚酯母粒；

離子型共聚阻燃聚酯母粒為嵌段共聚物，嵌段共聚物的嵌段總數為6~12；

離子型共聚阻燃聚酯母粒由含磷聚酯鏈段與含磺酸鹽離子鍵鏈段組成，含磺酸鹽離子鍵鏈段相對含磷聚酯鏈段的摩爾量百分比為15~45%，且不同含磷聚酯鏈段之間、不同磺酸鹽離子鍵鏈段之間以及含磷聚酯鏈段與磺酸鹽離子鍵鏈段之間均以酯鍵進行連接；

離子型共聚阻燃聚酯母粒的熔融指數為15~40g/10min，半結晶時間t_1/2為6~15min，特性粘度為0.50~0.70dl/g，極限氧指數為32~36%，無熔滴，b值≤4；

將離子型共聚阻燃聚酯母粒添加到聚酯熔體中紡絲制備改性聚酯纖維；離子型共聚阻燃聚酯母粒的添加量為聚酯熔體質量的4~10%；改性聚酯纖維的斷裂強度≥3.5cN/dtex，極限氧指數為28~32%，無熔滴；

含磺酸鹽離子鍵鏈段低聚物是由二元酸C與二元醇Ⅱ通過分段酯化反應制備得到；第一段酯化反應加入的二元酸C的羧基官能團數與二元醇Ⅱ的羥基官能團數的摩爾比值為1.05~1.50；第二段酯化反應僅加入二元醇Ⅱ，加入量為第一段酯化反應加入的二元酸C摩爾量的10~60%；二元酸C為間苯二甲酸-5-磺酸鈉或對苯二酸-2-磺酸鈉；二元醇Ⅱ為2,5-二羥基苯磺酸鉀、N,N-二(2-羥乙基)-2-氨基乙磺酸鈉、2-[(三(羥甲基)甲基)氨基]-1-乙磺酸鈉或3-[N-三(羥甲基)甲胺]-2-羥基丙磺酸鈉；

二異氰酸酯擴鏈反應是指，首先在含磷聚酯鏈段低聚物中加入二異氰酸酯，二異氰酸酯與含磷聚酯鏈段低聚物摩爾比為1.05~1.20:1，反應溫度為150~250℃，反應時間為30~60min，接著加入含磺酸鹽離子鍵鏈段低聚物，含磺酸鹽離子鍵鏈段低聚物為含磷聚酯鏈段低聚物摩爾量的15~45%，反應溫度為150~250℃，反應時間為45~90min。

2.根據權利要求1所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，含磷聚酯鏈段重復單元為2~10，含磺酸鹽離子鍵鏈段重復單元為2~4。

3.根據權利要求2所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，含磷聚酯鏈段低聚物是由混合二元酸與二元醇Ⅰ通過酯化反應制備得到；

混合二元酸與二元醇Ⅰ的摩爾比為1:1.2~2.0；

混合二元酸由二元酸A和二元酸B組成，二元酸A為[(6-氧-6H-二苯并-(c,e)(1,2)-氧磷雜己環-6-酮)-甲基]-丁二酸、2-羧乙基苯基次磷酸或雙（4-羧基苯基）苯基氧化膦，二元酸B為C4~C10的脂肪族二元酸中的一種；二元酸A占混合二元酸的摩爾量百分比為20~60%；

二元醇Ⅰ為C2~C5的脂肪族二元醇中的一種。

4.根據權利要求3所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，酯化反應的催化劑為乙二醇鈦、醋酸銻或氧化銻，其用量為混合二元酸質量的100~1000ppm。

5.根據權利要求4所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，酯化反應的溫度為150~220℃，壓力為0.01~0.05MPa，時間為1.0~2.5h。

6.根據權利要求1所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，分段酯化反應的催化劑為苯磺酸，在第一酯化反應時加入，其用量為二元酸C質量的1000~5000ppm。

7.根據權利要求6所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，第一段酯化反應的溫度為220~250℃，壓力為0.05~0.5MPa，時間為3.0~5.0h；

第二段酯化反應的溫度為240~260℃，壓力為0.1~0.5MPa，時間為0.5~1.0h。

8.根據權利要求1所述的一種離子型共聚阻燃聚酯母粒的制備方法，其特征在于，二異氰酸酯為1,6-己二異氰酸酯、二異氰酸甲苯酯或二異氰酸二環己基甲烷酯。