[发明专利]一种无卤阻燃聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，具体而言，涉及一种无卤阻燃聚酯材料及其制备方法。

背景技术

聚酯材料(如PTT)主要应用于纤维和塑料领域，其中大部分主要集中用于纺织纤维和地毯纤维上，然而聚酯材料本身并不具备阻燃性，导致其应用受阻，因此阻燃聚酯材料一直是聚酯行业研究的重点。

目前阻燃聚酯材料从工艺角度一般分为两种方法，共混法与后处理法，共混法是通过加入各种阻燃剂来改善聚酯材料的阻燃性能。例如200880107546.X公开了全氟磺酸盐为阻燃体系的阻燃聚酯聚合物。US4131594公开一种树脂组合物，包含PTT、卤素阻燃剂(如十溴二苯醚、四溴双酚A聚碳酸酯低聚物)于氧化锑、玻璃纤维的聚合物组合物，这两篇专利中均介绍了使用共混的方法来添加阻燃剂，但是共混法的缺陷在于由于添加阻燃剂比例比较大，影响了聚酯材料本身的固有性能，而且由于添加的为含卤素的阻燃剂，影响人类健康也不环保，此外由于采用共混方法阻燃，达不到预想的化学均匀度，不能用于纤维行业，大大制约了材料本身的使用范围。

另外一种方法后处理法是使织物或者纤维在后处理过程中浸渍并吸收一定量的阻燃剂，来达到阻燃效果，但是这种方法是在使用过程中，阻燃剂不牢固容易脱落，阻燃不能持久，而且纺织品的外观也较差。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种所述的无卤阻燃聚酯材料的制备方法，该方法采用共聚的方式制备阻燃聚酯材料，制备方法简单，阻燃剂加量小，聚合效率高等优点。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述的制备方法制备得到的无卤阻燃聚酯材料，所述的无卤阻燃聚酯材料具有阻燃性能持久、力学性能好、可用于纤维行业、环保无污染等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种无卤阻燃聚酯材料的制备方法，包括如下步骤：

(A)将阻燃剂与二元醇进行酯化反应，得到预聚体；

(B)将聚合单体酯化反应得到苯二甲酸丙二醇酯后，加入预聚体进行缩聚，即得。

本发明实施例提供的无卤阻燃聚酯材料的制备方法，制备方法简单，先使阻燃剂与二元醇发生酯化反应，得到预聚体，该预聚体上带有酯基，同样的聚合单体也发生酯化反应，比如要共聚得到的产物为PTT阻燃材料，那么聚合单体可以选择二元芳香族羧酸与1,3-丙二醇进行酯化反应或选择对苯二甲酸二甲酯与1,3-丙二醇进行酯化反应，其中二元芳香族羧酸可以为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、萘二酸、联苯二甲酸等芳香族羧酸及其酯类衍生物，这些二元芳香族羧酸可以单独使用也可互相组合使用。在其酯化一段时间后，再将预聚体以阻燃剂的形式加入体系中，进行缩聚得到无卤阻燃PTT聚酯材料。采用这种共聚加工的方式制备阻燃聚酯材料，阻燃剂添加量相对较小，成本低，聚合效率高，并且实现了反应可控、粘度可控，生成的分子量可控，得到了有效阻燃单元含量可控的聚酯缩聚产物。

在本发明中，阻燃剂包括以下一种或几种的混合物：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₆、R₈、R₉，R₁₀、R₁₁分别独立地为H、CH₃(CH₂)_nOH、(CH₂)_nCOOH或(CH₂)_nCH₃的其中一种，R₅、R₇分别独立地为(CH₂)_n，其中1≤n≤6，Z₁、Z₂分别独立地为H、或1-3个可取代苯环上H的卤素、或1-3个可取代苯环上H的C₁-C₆的烃基；

其中，阻燃剂最优选的结构为

上述四种结构的阻燃剂是发明人通过大量实验优选出来的结构，在选择无卤阻燃剂时其选择标准要满足以下几个条件：首先具备能酯化反应的活性基团，参与聚合反应；有在聚合条件下为液态、且分解温度高于反应温度；有有效的高分子阻燃元素、如P、N、Si等；优选阻燃剂不但要具备以上特点，还要求有效的阻燃元素含量尽可能的高，因此选择适宜的阻燃剂结构是必要的。