[发明专利]无卤阻燃聚酯及其生产方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于聚合物改性领域，主要是制备无卤阻燃聚酯及其生产方法和用途。

背景技术

以聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯，PET)纤维制造的纺织品由于具有价格低廉、强度高、弹性好、不易折皱变形及耐磨耐热等诸多优点，已成为用途最广、耗量最大、价格最低的品种，但其阻燃性能与锦纶纤维(价格贵一倍)相比差距明显，限制了其在家纺、汽车纺织品上的应用。因此，自从20世纪70年代以来，国内外各研究机构对聚酯纤维的阻燃展开了大量的研究，开发了一系列阻燃聚酯产品。近年来，随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，对聚酯的阻燃性能要求也越来越高。欧盟RoHS指令和强制性的国家标准“公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识”(GB 20286-2006)的颁布实施，明确提出纺织品不但要具有良好的阻燃性能，且燃烧时不能放出有毒烟雾。在这样的背景下，价廉量大的聚酯纤维的阻燃化研究不但是大家广泛关注的热点，而且已经成了一个迫切需要解决的难题。

按生产过程和阻燃剂的加入方式的不同，聚酯纤维阻燃改性方法可归纳为以下五种：(1)在酯交换或缩聚阶段加入反应型阻燃剂进行共缩聚；(2)在熔融纺丝前向熔体中加入添加型阻燃剂；(3)以普通聚酯与含有阻燃成分的聚酯进行复合纺丝；(4)反应型阻燃剂在涤纶或织物上进行接枝共聚；(5)涤纶织物进行阻燃后处理。

聚酯纤维阻燃性能的优劣关键在于使用无毒、无卤阻燃剂性能的好坏。目前用于PET阻燃改性的体系主要有卤系、磷系以及新型的无机纳米复合阻燃聚酯材料。就PET阻燃的综合性能而言，磷元素最为有效，通常是磷含量越高，阻燃效果越好，磷系阻燃剂不仅能克服卤素阻燃剂带来的纤维耐光牢度降低、颜色恶化、脆性增加和有毒等缺点，通常还能改善纤维的色泽和染色性能。共聚型磷系阻燃剂国内外已基本过关，国外商品化聚酯纤维用共聚型磷阻燃剂主要有德国HoechstCelanese公司的Trevira CS、美国Solutia公司的Phosgard PF 100和日本东洋纺GH等品牌。主要成份为3-苯基膦酸丙羧酸或其环状化合物和含有羟基、羧基或酯基的环状膦酸酯与DMT或PTA、EG缩聚。添加型磷系阻燃剂国内未完全过关，国外商品化聚酯纤维用添加型磷阻燃剂主要有日本东洋纺公司的Heim和美国Monsanto公司的Phosgard、2XC-20Stauffer公司的Fyrol99，主要成份为高分子量的聚苯基膦酸二苯砜酯齐聚物、非挥发性磷酸酯和磷酸氯乙烯聚合物，这类高分子量阻燃剂具有低挥发性、耐水、耐溶剂的特点，但是耐熔滴性能较差。国内中科院宁波材料所、四川大学、北京理工大学、大连理工学院等对其都进行了深入研究，主要成份为聚对二苯砜苯基磷酸酯、DDP和BCPPO等，但大规模生产的尚未见报道。目前国内生产的近百种阻燃剂，氯化石腊用量占75％，无机阻燃剂用量所占的比例为6％，含磷和溴阻燃剂用量所占比例为20％左右，前者以小分子量的液体磷酸酯类阻燃剂为主，应用性能不佳，无法满足聚酯阻燃纤维生产的需要。

发明内容：

本发明的目的即为制备无卤难燃聚酯。

本发明的另一目的即为用此难燃聚酯切片进行纺丝，制备难燃聚酯纤维。

本发明的技术解决方案是：

无卤难燃聚酯，其特征在于所述的阻燃聚酯包括如下组分和含量(重量份)：

组成                                含量(重量份)

组分A    聚酯                       60-100

组分B    次磷酸盐                   0-20

组分C    含氮化合物                 0-20

其中聚酯中的二元醇的碳元素来源于生物原料。聚酯是由二元醇和二元羧酸或其衍生物缩聚得到的饱和产物。作为二元羧酸成分，可以列举的芳香族二羧酸有：对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸，甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸等烷基取代的苯二甲酸，萘二羧酸(2，6-萘二羧酸、2，7-萘二羧酸、1，5-萘二羧酸等)，联苯基二羧酸(4，4’-双苯基二羧酸、3，4’-双苯基二羧酸等)，二苯氧基乙烷二羧酸等二苯氧基烷二羧酸，二苯基醚二羧酸，二苯基甲烷二羧酸、二苯基乙烷二羧酸等二苯基烷二羧酸，二苯基酮二羧酸等或其衍生物。优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸，甲基对苯二甲酸。更优选对苯二甲酸、间苯二甲酸。作为所述二羟基成分，主要为乙二醇，1，3-丙二醇及1，4-丁二醇。

其中次磷酸盐结构如下：