[发明专利]一种大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯材料和聚酯薄膜领域，尤其涉及一种大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术

现有技术中，阻燃聚酯薄膜的制备方法主要有两种：一是采用共聚型的阻燃剂与对苯二甲酸和乙二醇进行共聚，制备阻燃聚酯切片，再通过双向拉伸工艺制成薄膜；二是共混型的阻燃剂与聚酯切片进行共混，挤出制成阻燃母粒，然后再通过双向拉伸工艺制成薄膜。

目前主要的研究集中在聚酯薄膜中混入溴系、磷系、无机系等阻燃剂的方法，或者将含有卤素的成分或含有磷的成分进行共聚的方法。

刘吉平等在《中国阻燃》2010年第2期，15-18页，“低熔点PET的无卤阻燃特征研究”中，采用在低熔点聚酯薄膜表面涂覆的技术，将处理后的聚磷酸铵/复配阻燃材料滚涂到PET薄膜表面，用于电子封装，但它的耐湿热性能降低，阻燃性也较低。日本东丽公司在申请号为200410002478.4(公布号CN1517402A，公布日：2004年8月4日)的中国专利申请中公布了，把特殊的有机和无机混合材料叠加在PET薄膜的两侧形成的一种复合薄膜。这种结构使薄膜能控制可燃性气体扩散，在极短的时间内灭火，还能完全控制熔融燃烧聚合物的滴落，达到UL 94标准VTM-0级。

关于共聚阻燃聚酯薄膜的研制主要有：臧国强(阻燃薄膜用聚酯的研制，《现代塑料加工应用》，2002年，15(3)期，12-14页)采用DMT法，合成了阻燃型PET，并进行了双向拉伸薄膜试验；申请号为200310104141.X(公布号：CN1554703，公布日：2004年12月15日)的中国专利申请公布了聚酯切片与阻燃剂熔融共混方法生产阻燃聚酯薄膜。采用该方法制备的聚酯薄膜不能全部达到VTM-0阻燃等级，也未提及薄膜的透明性。申请号为200510094123.7(公布号：CN1923889，公布日：2007年3月7日)的中国专利申请公布了，采用在聚酯生产中加入有机硅酸盐的方法合成聚酯，制成阻燃聚酯薄膜。王树霞等(阻燃膜用聚酯的研制及性能研究[J].《合成技术及应用》，2009年，24(3)期，1-4页)采用PTA法，通过在聚酯聚合过程中添加含磷阻燃剂合成阻燃聚酯切片，并以此聚酯为原料制成阻燃聚酯薄膜。上述制备的聚酯薄膜在UL94阻燃等级的测试中存在融滴现象，实际上未达到VTM-0阻燃等级的要求。此外也未提及该类共聚改性阻燃聚酯薄膜热稳定性和透明性的指标。

由于共聚的工艺复杂，生产路线调整大，成本高；而涂覆的设备投入大，产品的耐湿热性能均大幅降低，在电子电器领域应用都有较大的障碍。因此，以新型的共混阻燃聚酯来生产阻燃片材和薄膜，是最有效可行的方法。

公布号为US6794432，公布日为2004年9月21日的美国专利申请描述了添加5-10％的Amgard P1045(Albright & wilison公司生产)的，含磷阻燃剂改性聚酯薄膜的方法，阻燃薄膜透光率高达90％以上，但阻燃性较差。Clariant在申请号为US2009/0088512，申请日为2009年4月2日的美国专利申请，DSM公司在申请号为US2006/0111519，申请日为2006年5月25日的美国专利申请中，分别采用有机磷酸盐、有机次磷酸盐等阻燃剂与环状酯化合物润滑剂和增韧剂，实现了塑料制件的薄壁、高性能和易加工聚酯产品，但对于350μm以下的薄膜阻燃性和机械性能不稳定。

专利申请号为20110039987(公布日：2011年2月17日，发明名称：Method for the production of block copolycarbonate/phosphonates and compositions therefrom)的美国专利申请，公布了芳香族聚膦酸酯碳酸酯共聚物及其制备方法。

公布号为CN101643574(公布日：2010年2月10日)的中国专利申请公开了通过共聚和共混两步法改善聚酯薄膜的阻燃性，但由于阻燃体系中添加了含溴阻燃剂，难以在无卤阻燃体系中得到推广。Huang L等人(Formation ofa flame retardant cyclodextrin inclusion compound and its app lication as a flame retardant for poly (ethylene terephthalate).Polymer Degradation and Stability，2001年，71：279-284.)曾用含磷和氮的阻燃剂与β-环糊精一起协同作用，使纤维级PET塑料薄膜的阻燃性能得到显著提高，但垂直燃烧等级仍然为VTM-2级。