[发明专利]阻燃性聚酯的色泽改良方法

说明书

本发明涉及优异阻燃性聚酯的色泽改良方法，所形成的阻燃性聚酯可用于纤维、薄膜、射出或挤压成型等用途，使最终成品获得优异色泽并且阻燃特性。

近年来随着经济的进步，科技的发展，生活水平的提高，人类生命安全也日益受到重视。公共场所的安全也显得日益重要。基于此，纤维的阻燃性也获得各纤维制造厂家的重视，因而有种种的研究结果发表。在这些研究之中，有的是在聚酯制造聚合的阶段加入阻燃剂共聚合，或者是在纺丝阶段将阻燃剂混练加入，或者是在织布后或成型后加工赋予阻燃特性。纺丝或成型阶段混练加入方式，最终成品在使用时会有阻燃剂移行到表面的问题，以致造成环境污染及阻燃效果降低。至于后加工方式赋予阻燃性的方法，耐久性不佳为一大问题，此种方式其阻燃性会随着多次水洗而渐渐失效。因此工业上最有效赋予聚酯纤维阻燃性的方法即是共聚合的方式。共聚合所使用的阻燃剂一般多为磷系化合物，例如磷酯类或苯膦酸类或其酯类之磷化合物。但这些种类之磷化物加入聚合系统共聚合时，却产生种种问题，例如：

1．催化剂与磷化物反应而失去活性，以致反应时间大幅延长。

2．磷酸酯类具有三个官能团，导致聚酯形成交联(crosslinking)，影响纺丝性。

3．磷化物致DEG(二乙二醇)含量偏高，所形成之聚酯熔点降低。

4．磷残留率偏低，致阻燃效果降低。同时磷化物飞散到聚合系统中，引起环境污染问题。

为解决一述问题，日本专利公告公报特公昭55-41610号专利曾提出使用特殊的磷化物阻燃剂，但其所形成的聚酯色泽极差，外观上呈黑灰色。如要做为纤维，薄膜或其它成型品之用途，其商业价值极低。日本特公昭55-41610号专利所使用的特定磷化物系具有下列通式(1)的磷化物：

(其中R₁及R₂可相同或不相同，代表氢原子，卤素原子，C₁～C₁₀烷基，芳香基或芳烷基；R₃为氢原子或含羟基C₁～C₁₀烷基，n1及n2为0或1～4之整数；A为2价或3价烃基，而此烃基具有1～18个碳原子。)

上述通式(1)的化合物的合成方法，可参考日本特公昭55-41610号公报。

通式(1)化合物的添加时机，可在酯交换或酯化反应开始至聚合反应结束前任意的阶段加入，对实际的阻燃效果均无影响。但从聚合反应的观点，最好是在聚合反应开始之前即加入。

如果通式(1)化合物为羧酸酯时，必须使用酯交换的制程制造阻燃聚酯。如果通式(1)化合物为游离酸时，则使用酯化反应的制程较佳。如果通式(1)化合物为具有酯形成的二醇类官能团时，则可将其直接加入酯交换或酯化反应的生成物中，然后进行聚合反应。制造聚酯所用的原料为二羧酸或其酯类及二醇类。其中二羧酸成份例如：对苯二甲酸，异苯二甲酸，2,6-萘二酸等苯二甲酸类或其酯类，以及其它脂肪族二羧酸类，如：己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等，或其酯类；或者以上二种或多种二羧酸同时使用亦可。另一方面，二醇成份，如乙二醇，1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，1,4-环己烷二醇，1,4-环己烷二甲醇，聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇等，或以上二种或多种醇类同时使用亦可。

在使用通式(1)化合物制造阻燃性聚酯时，可使用常规的聚酯制造方法。例如：酯交换反应，使用碱金属、碱土金属、锌、锰、钛等金属化合物为催化剂，在150～240℃的温度、常压下反应；如采用酯化反应，则可使用与酯交换反应相同的催化剂，亦可不用催化剂，在200～270℃的温度、常压～5kg/cm²的压力下反应，得到反应生成物。然后在锑、锗、钛等金属化合物为催化剂的情况下，于1mmHg以下的高真空，270～300℃的温度聚合，即可得到所要的聚酯。

以上日本特公昭55-41610号专利虽然可以制出阻燃性聚酯，如前所述，其色泽极差，外观上呈黑灰色，仍不具商业化价值。

本发明针对上述专利的缺点，提出解决方法，从而提供具有优良的阻燃特性和良好的外观、色泽及诸优良物性的聚酯纤维、薄膜及其它成形品。

本发明系关于阻燃性聚酯的色泽改良方法，即在聚酯制造过程中，如上述日本特公昭55-41610号专利所述，加入具有酯形成官能团的特定磷化物，除原使用的锑系化合物为聚合催化剂外，另添加锡系化合物做共触媒的阻燃性聚酯制造方法。