[发明专利]一种阻燃防辐射聚酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃防辐射聚酯及其制备方法，按质量百分比计：阻燃成分1‑30％，防辐射成分1‑30％，余量为聚酯。通过引入质量比为1‑30％的阻燃元素与质量比为1‑30％防辐射元素，在高温高压的反应釜中得到该材料。本发明的聚酯兼具阻燃与防辐射性能，且力学性能好，可广泛应用于阻燃防辐射服装、阻燃与防辐射防护材料及阻燃防辐射增强材料，应用前景广阔。该聚酯制备方法简单，成本较低，可大规模生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及聚酯，具体涉及一种阻燃防辐射聚酯及其制备方法。

背景技术

阻燃材料在经过几十年的研究后，虽然有所突破，但实现低毒环保、兼具多种功能及成本低廉，仍然有一些留待突破的瓶颈。在过去发生的火灾事故调查报告中可以看出，致人死亡的主要原因是材料在燃烧过程中所释放的浓烟和毒气。因此阻燃材料的首要研究目标是抑制或减少烟气和和有毒气体的释放。PET聚酯材料由于良好的热稳定性和较强的机械性能，在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。但随着PET的广泛使用，易燃和易熔滴限制了其在诸如电子产品，辐射防护材料及特殊工具等方面的应用。因此，很多学者对PET的阻燃性能进行研究。常规的阻燃方法是在聚酯中物理添加含卤素阻燃剂，或在织物/纺织品表面涂覆功能材料。但是，含卤族元素的PET燃烧时会产生有毒气体，危害人体健康，含卤族元素的阻燃剂已被逐渐淘汰。目前最有效的并且没有有害气体产生的阻燃元素为磷元素，很多学者都物理混入或者化学反应将含磷阻燃剂引入PET中，但物理附加的方式损害了改性PET的可纺性和耐久性，这种机械性能的恶化可能是由于物理添加过程中产生的热降解和潜在的阻燃剂相容性差造成的。因此，将含磷阻燃剂共聚成PET骨架已成为最有效的阻燃方法之一。

近年随科学技术的发展出现了许多电子产品，给人们生活带来了极大的便利，但在带来便利的同时存在一些弊端，如具有辐射，辐射伴随着电子产品无处不在，时刻威胁着人们的健康。传统的防辐射材料都是通过添加铅来实现的，而铅元素对人体有着极大的危害，并且传统的防辐射材料添加铅元素也会比较笨重，给防辐射材料增加了额外的重量。有些单一的防辐射材料轻便，但又易燃。因此环保的防辐射材料成为了研究热点。传统的防辐射材料都是通过复配的方式来达到防辐射的目的，但复配的方式对材料机械性能影响较大，限制了防辐射材料的广泛使用。如何得到防辐射与机械性能并存的材料，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于通过将阻燃与防辐射元素缩聚接枝在高分子链上，提供一种通过聚合接枝，机械性能良好，阻燃、防辐射功能兼具的阻燃防辐射聚酯。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种阻燃防辐射聚酯，按质量百分比计：阻燃成分1-30％，防辐射成分1-30％，余量为聚酯。

本发明的另一目的在于提供一种上述阻燃防辐射聚酯的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.制备阻燃剂；

S2.制备改性产物：以防辐射成分、S1得到的阻燃剂为原料，通过有机改性，过滤，洗涤干燥，得改性产物；

S3.制备阻燃防辐射聚酯：苯二甲酸、乙二醇、S1所得改性产物、Sb₂O₃按一定配比，在氮气保护下，进行酯化反应、常压反应、半真空状态下进行半缩聚反应、全真空状态下进行全缩聚反应，通氮气出料，切粒，干燥，所得。

其中，S3中，所述酯化反应条件为0.05～0.35Mpa、230～240℃下，酯化反应4～7h；所述常压反应为酯化反应结束后在95～105℃下常压反应0.5～1h；所述半缩聚反应为半真空状态下，240～270℃下进行0.5～1h的半缩聚反应；所述全缩聚反应为全真空状态下，270～280℃下进行4～7h的全缩聚反应。

S1中，阻燃剂是将一定比例的多元酸、无机氢氧化物或无机氧化物，在50-90℃下反应6-12h后过滤、洗涤、干燥所得。

优选的，无机氢氧化物为氢氧化镁、氢氧化铝或镁铝氧化物中的任意一种。