[发明专利]一种阻燃共聚改性聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃共聚改性聚酯及其制备方法，特别涉及一种阻燃性能优 良、热稳定性好、可纺性优异、丝物理性能稳定的阻燃共聚聚酯，以及可以高效 率、低成本稳定生产阻燃共聚改性聚酯的制备方法。

背景技术

由于公众对灾害防御意识的不断提高，要求纤维制品应具有一定的阻燃性 能，对阻燃聚酯纤维的研究和应用开发日益活跃，各种阻燃聚酯纤维品种不断出 现。同时由于法律法规对纤维产品阻燃效果及应用范围的要求日益增强，在国内 外阻燃聚酯纤维的需求有明显的增长。可以预料，未来对于阻燃聚酯纤维的需求 将会有更进一步的增长。

阻燃聚酯纤维的改性可分为共混改性及共聚改性两种方法。共混改性采用的 方法是在聚酯生产的后期添加阻燃剂或在纺丝过程中添加阻燃剂或阻燃母粒，该 方法的特点是采用的阻燃剂为非反应型，阻燃剂以游离的形式分散在聚酯中。共 聚改性的方法是聚酯生产中添加阻燃剂，该方法的特点是阻燃剂参与聚合反应， 通过在聚酯分子中引入阻燃基团达到阻燃性能。共混改性聚酯中阻燃剂在产品中 难于分散均匀、阻燃剂容易游离挥发，影响其长期阻燃效果。而共聚改性聚酯因 其阻燃剂参与聚合反应，其阻燃基团引入聚酯分子，其分散性能较好、阻燃剂不 易游离挥发，因此其产品阻燃性能能长期保持。

目前共聚改性聚酯研究主流采用磷系阻燃剂，采用共聚改性法。济南齐鲁化 纤曾提供过一种阻燃改性聚酯，在它的专利(专利号：02109909)中提到其采用 2-羧乙基苯磷酸为阻燃剂，阻燃剂在缩聚中加入，催化剂等其它常规助剂在酯化 中加入。自贡三立药化有限公司也提供过一种阻燃改性聚酯，在它的专利(申请 号：200410022250.1)中，以2-羧乙基苯磷酸与乙二醇的酯化物丙酸乙二醇酯 基苯磷酸乙二醇酯为阻燃剂。加入阻燃剂后聚酯的热稳定性变差，该专利仅按常 规聚酯生产工艺进行生产，并未对其酯化、缩聚工艺进行优化，其产品存在的二 甘醇含量偏高、热稳定性较差、纺丝粘度降过大、纺丝及后加工状况不佳等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，通过改良阻燃共聚改性聚酯的生产 配方及优化酯化、缩聚生产工艺，提供一种端羧基含量较低、二甘醇含量较低、 热稳定性及可纺性优异，后加工适应性强的阻燃共聚改性聚酯的制备方法，使其 制备工艺调整方便，不仅常规纺丝、还能进行细旦纺丝且加工状况优异。在复合 纺丝机上制成海岛型纤维，即使经碱液处理后得到超细纤维，其织物仍具有优良 的阻燃效果，极大的提高其终端产品的使用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃共聚改性聚酯的方 法，是采用精对苯二甲酸、乙二醇为基本原料，2-羧乙基苯基次膦酸与乙二醇的 酯化液作为阻燃剂，添加抗氧化剂、催化剂、稳定剂等助剂，进行直接酯化反应、 缩聚反应制造聚酯。将精对苯二甲酸、乙二醇配成浆料，在总摩尔比为1.05～1.1、 反应温度240～250℃条件下进行酯化反应，稳定剂在酯化阶段加入，阻燃剂2- 羧乙基苯基次膦酸与乙二醇的酯化液、抗氧化剂、催化剂在缩聚阶段加入，在减 压条件下进行聚合反应，聚酯在真空条件下出料，保证批内产品的稳定性。

前述的阻燃共聚改性聚酯，其阻燃剂是2-羧乙基苯基次膦酸与乙二醇的酯 化液，阻燃剂的添加含量以磷含量占阻燃共聚改性聚酯的重量比为0.2～1.0％。 该阻燃酯化液由德州长兴公司以该公司产品CX18与乙二醇进行预酯化而成，其 酯化率达70～85％，该酯化液的含磷量为5.8～6.2％。2-羧乙基苯基次膦酸与乙 二醇的酯化产物为丙酸乙二醇酯基苯磷酸乙二醇酯，分子式如下：

本发明在酯化过程中加入占阻燃共聚改性聚酯重量50～500ppm稳定剂，稳 定剂可以是磷酸或亚磷酸及其酯类如磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三 苯酯等。稳定剂的加入能有效降低金属催化剂在反应中的催化效能，降低热降解、 提高产品的热稳定性，有效降低产品端羧基及二甘醇的含量。

本发明在聚合过程中加入占阻燃共聚改性聚酯重量0.1～0.5％的抗氧化剂， 抗氧化剂可以是1010、1076、1425、HT6021、PW-9225B、albritect PM1等或其 它抗氧化剂。可以确保在聚合及后加工过程中的热稳定性，有效降低产品端羧基 及二甘醇的含量。

本发明必须在聚合过程中加入占阻燃共聚改性聚酯重量200-800ppm的催化 剂，催化剂采用三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑等或其它聚酯缩聚催化剂。