[发明专利]一种可用于聚酯聚合的耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及聚酯合成领域，公开了一种可用于聚酯聚合的耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体及其制备方法、应用。本发明耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体是由间苯二甲酸‑5‑磺酸钠水溶液和X₁P⁺X₂X₃X₄Y^‑合成制得，在该化合物中，季膦根具有抗菌活性和阻燃作用，并且烷基链提高了单体的疏水性，使得化合物在水中的溶解度很小，因此可在水溶剂中通过沉淀直接制备分离得到。季膦根中的烷基链还可降低磺酸盐的极性，有利于制备高磺酸盐含量的阳离子可染聚酯。间苯二甲酸磺酸根赋予了该化合物高耐热性、可聚合性和阳离子可染性。

技术领域

本发明涉及聚酯合成领域，尤其涉及一种可用于聚酯聚合的耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体及其制备方法、应用。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯是目前世界上产能最大、用途最广的成纤聚合物，聚酯纤维在民用织物及工业用织物领域应用广泛。细菌感染是人类健康的主要威胁之一，聚酯被广泛用于生产服装、饮料瓶、包装袋、医疗器械等与人体密切接触的产品，研发具有抗菌和阻燃功能的聚酯，有助于阻断细菌的传播，降低细菌感染的风险，减少抗生素的使用，提高人民健康水平和人身安全，避免火灾的发生，具有十分重要的意义。

目前抗菌聚酯主要通过物理共混纳米银、纳米氧化锌等无机抗菌剂制备，但是这类抗菌聚酯的抗菌性能来源于抗菌剂的扩散释放，其抗菌性能随着抗菌剂的释放完毕而失去，不具备长效抗菌能力。同时，无机抗菌剂都具有较大的生物毒性，应用范围受到限制。目前大规模合成商用聚酯最常用的方法是二元羧酸与二元醇的熔融缩合聚合，将有机抗菌剂通过共缩聚的方式共价结合于聚酯的主链上，不仅能够赋予聚酯持久的抗菌性能，还能够有效降低抗菌剂的生物毒性，是抗菌聚酯的发展方向。然而由于熔融缩聚反应温度很高，有机抗菌剂的热稳定普遍较差，目前适用于熔融缩聚的耐高温有机抗菌单体的报道和应用较少。

为了满足了消费者对于高品质服装的要求，通常在聚酯分子链中引入含磺酸基官能团的间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)，使得聚酯纤维能采用阳离子染料染色，提高色牢度和色彩鲜艳度。随着聚酯纤维中添加的SIPE含量越高，织物的可染性越好，染色越鲜艳，色牢度越好。但目前市场上广泛使用的阳离子可染聚酯切片中，SIPE添加量普遍低于2.0％，主要原因是磺酸钠盐的极性太大，使得分子间作用力较大，聚合物的聚合度低的时候，熔体表观粘度较大，为保证纤维力学性能情况下，SIPE含量高的时候表观粘度太大，最终导致纺丝过滤器组件升压速度快，纺丝过程中飘丝断丝严重，可纺性下降。有文献提出采用分子量 200以上的聚乙二醇与阳离子聚酯共聚，由于聚乙二醇表现出的增塑效果，能够降低由磺酸酯基引起的增稠作用，但会降低聚酯的耐光性。

近年来，随着人们环保意识的增强，部分含有卤素的阻燃剂被限制使用，含磷阻燃剂具有低毒，无卤、低烟和阻燃效率相对较高等优点，因而被广泛应用于多种高分子材料改性。含磷阻燃剂的开发也是未来阻燃聚酯的重要发展方向。然而，目前同时具备多功能的聚酯纤维大多数是通过加入多种功能单体，不仅加大了成本，也使得材料本身制备比较困难和性能出现了明显降低。

因此，开发适用于熔融缩聚的耐高温有机抗菌、含磷阻燃以及可添加高含量的磺酸盐多功能单体，可以解决聚酯纤维抗菌不长效和染色不够鲜艳的问题，同时降低原料成本。

发明内容

为了克服现有聚酯技术中阳离子染料染色不够鲜艳、有机抗菌剂不耐高温、功能单一等问题，本发明提供一种可用于聚酯聚合的耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体及其制备方法、应用。本发明通过阳离子交换方法制得的耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体可参与聚酯共聚，耐热性可高达300℃以上，可满足聚酯聚合要求；且极性低，可提高聚酯中磺酸盐的含量；因此本发明耐高温磺酸季膦盐有机抗菌阻燃单体可赋予聚酯纤维优异的抗菌、阻燃和阳离子染料染色性能。

本发明的具体技术方案为：