[发明专利]无卤阻燃热可塑性树酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃热可塑性树酯的制备方法。

背景技术

人工聚合物所制造的纤维制品，早已经大量应用于人类的生活之中，热可塑性树酯纤维由于其弹性好、抗张强度高、手感较佳等优点，广泛用于室内装饰、服装、帐篷、安全气囊和热气球等，但人工聚合物的特性就是燃点较低容易燃烧，因而限制了它的应用。

从织物的着火点和热裂解温度来看，其燃烧热及火焰温度高，所以较易燃烧。其在受热情况下先是裂解而不易着火，一般超薄型织物燃烧时纤维熔融滴下，织物很少燃烧。但织物克重达到120g/m²(克/平方米)时，由于原纤维的吸附作用，熔融物不易滴下，燃烧温度急剧升高，且熔融物会成为继续引燃后续织物的火源，故燃烧现象非常剧烈。为了维护人员及居家安全或特殊用途的使用，具有阻燃性的纤维制品或工程塑料的开发与发展确实有其必要性。

传统上阻燃纤维都是添加含磷或含卤素阻燃剂配方，均有以下缺点：添加量大不符合成本节约原则，且改变纤维制品或塑料的特性、兼容性差阻燃剂渗出、甲醛或重金属含量超过标准等不环保和不合法等问题。再者，卤素系阻燃剂的添加常会造成环境的污染，影响工作人员的身体健康。

近年来热可塑性树酯纤维阻燃日趋普及，随着低毒性、低烟、低添加量的阻燃剂开发及适合于制造阻燃纤维工艺的推出，可解决上述的问题，阻燃纤维工艺大致分类为；

(1)热可塑性树酯纤维和其它纤维共混纺成织物，后整理工序中通过表面处理来达到阻燃目的：目前市面上阻燃涂层胶尽管有一定的阻燃效果，但由于其甲醛或重金属含量超标，应用受到一定的限制。如US 4812144专利等，即在尼龙纺丝或尼龙纤维和其它纤维共混纺成织物后，织物与经过加热的阻燃剂溶液进行热处理而成，这类方法仍存在一些不尽如人意的问题，如毒性，发烟性、耐水洗性、阻燃的持久性，很难保持尼龙纤维原有的优良特性。

(2)热可塑性树脂与无卤阻燃剂用螺杆共混炼：如CN 2005100220464专利是以三聚氨胺(Melamine)和氰脲酸(Cynuric Acid)为原料，尼龙6基体树脂，水为分散介质，在亲水性增塑剂的作用下，通过螺杆在挤出加工过程中，原位合成三聚氨胺氰脲酸盐(Melamine Cynurate)，制备阻燃尼龙6纳米复合材料：该发明方法制备阻燃尼龙6时，增加了螺杆挤出工序，导致生产成本增加，且无卤阻燃剂加入量大，难于保证阻燃剂与尼龙6充分混合均匀，微细阻燃剂在加工过程中易团聚形成应力集中点，且经过螺杆的二次加工受热降解，力学性能下降大，只能应用于工程塑料。

(3)在生产热可塑性树脂的聚合过程中加入添加型无卤阻燃剂：宇部兴业在尼龙中加入至少一种有机磷阻燃剂，阻燃效果好且对纤维的物性影响小；三光开发科研所研制的阻燃尼龙纤维选用的磷阻燃剂，添加量小，耐热性好，对纤维的物性影响小，两种制备技术都是在聚合过程中加入阻燃剂，但由于磷系阻燃剂与尼龙的兼容性有一定限度，阻燃剂易析出而影响织物阻燃的持久性。

(4)在生产热可塑性树脂的聚合过程中加入反应型无卤阻燃剂：即反应型无卤阻燃剂聚合到聚酰胺或聚酯树脂的主链或侧链上去，如Solutia的US5750603专利是以反应型磷阻燃剂3-羟基苯基磷酰基丙酸[3-(Hydroxyphenylphosphinyl)propanoic acid]的己二胺二铵盐和己二酸的己二胺二铵盐，共缩合聚合成无卤阻燃尼龙66，但内酰胺型单体则无法与阻燃剂进行共聚。

目前无卤阻燃聚酯应用于纤维织物，市场几乎完全由乙二醇、对苯二甲酸与3-羟基苯基磷酰基丙酸[3-(Hydroxyphenylphosphinyl)propanoic acid]三成份共聚的PET聚酯所占据，其磷含量在5000～8000ppm(百万分之一)即可达成UL94V0，其缺点为分子量较低，阻燃时垂滴严重，其分子链会水解而造成物性快速劣化，且不能纺制细丹尼长丝。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤阻燃热可塑性树酯的制备方法。另一个目的则是提供一种新型含磷基团化合物难燃剂。本发明还有一个目的是提供具有难燃性的树脂组成物，除了赋予难燃性外，也能维持原有的热稳定性及机械性质，且更具友善的环保需求。

此新型含磷基团化合物难燃剂为DOPO-TAIC，由3分子的DOPO接枝在1分子TAIC对称三角上。DOPO-TAIC的化学结构式如下(I)所示：