[发明专利]一种新型耐融滴阻燃聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明是用共聚法以化学键将阻燃元素结合在聚酯大分子的结构上，同时用插层复合法实现聚酯高分子与耐融滴元素在纳米尺度上的结合，以制得高分子化合物的制备方法，涉及一种新型耐融滴阻燃聚酯及其制备方法。该方法制得的聚酯切片燃烧过程无熔融滴落物产生，且阻燃性能优异、可纺性好、热稳定性好。

背境技术

阻燃聚酯在涤纶及纺织品中的应用，有效地降低了火灾隐患。目前国内外普遍采用的是磷系共聚阻燃方法，这种方法生产的阻燃聚酯及纺织品阻燃效果最为有效，而且符合阻燃剂的无卤化发展趋势(含卤阻燃体系因在燃烧时产生有毒物质，已受到极大限制)。但是磷系阻燃共聚酯普遍存在熔融滴落的难以解决的问题，以其所生产纺织品在燃烧过程中会产生融滴现象，融滴不仅会导致人员烫伤，同时也易于引燃其它材料造成新的火灾，使其不能应用于工装、消防服、军服等领域。因此，如何解决磷系阻燃共聚酯的融滴问题成为一个世界性的难题。

现有技术中，有专利文献报道，专利号(CN101367988)采用在聚酯中添加聚四氟乙烯以降低其熔融滴落性，但其效果不稳定，难于控制，而且对于后道纺丝而言，困难很大，因此这些专利并没有得以应用实施。中国专利号CN1752138公开的含磷阻燃共聚酯/硫酸钡纳米复合材料及其制备方法，提供了一种用纳米硫酸钡对阻燃聚酯进行改性，提高热性能和力学性能，并降低熔融滴落，但其阻燃性能相对减弱，需增加阻燃剂加入量，导致成本明显上升。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种耐融滴阻燃共聚聚酯的制备方法。采用本发明方法制得的耐融滴阻燃聚合物产品具有良好的阻燃性能，极限氧指数(LOI)达到35％，并且没有熔融滴落物产生，热稳定性及可纺性良好，完全满足纤维及面料的阻燃和安全要求，用该产品生产的耐融滴阻燃面料可用于消防服等特殊场合工装面料。

本发明的内容是：一种新型耐融滴阻燃聚酯的制备方法，其特征是：将经过计算量的对苯二甲酸、乙二醇、阻燃剂一起投入到打浆釜中，搅拌均匀后，用计量泵按一定的投料速度投入酯化釜中，控制酯化釜内温在规定值。酯化反应过程中分两步，在两个反应釜依次进行反应，第一酯化釜的反应温度一般控制在240-250℃，反应压力为0.4-1.0kg/cm2G，滞留时间为2.2-3.0Hr。考虑到第二反应釜的反应负荷、热负荷分配及副反应，故酯化率设定为84-88％。在第一酯化釜反应完成之后，进入第二酯化釜，第二酯化釜被内部的挡板分成4个反应槽，有机蒙脱土(O-MMT)在酯化的最后阶段加入，即在第4反应槽加入，反应温度设定为260-270℃常压，滞留时间1.0-1.5Hr，酯化率控制在95-97％。酯化反应结束后进入缩聚反应，加入缩聚催化剂，依次进入三个聚合釜中进行反应，控制釜内压力，温度升至规定值，保持釜温在一定范围内，一般是260-272℃，从搅拌功率变化判断出料时间，即制得耐融滴阻燃聚酯。

本发明中所述阻燃剂为[(6-氧-(6H)-二苯并-(c，e)(1，2)-氧磷杂己环-6酮)甲基]-丁二酸，该阻燃剂的添加量占新型耐融滴阻燃聚酯的重量比为3.0～4.5％，其分子式如下：

本发明中所述的有机蒙脱土(O-MMT)必须是经过有机化处理的、具有疏水性，使其层间有利于聚酯单体或酯化齐聚物和阻燃单体进入，最终形成纳米复合材料。其添加量占新型耐融滴阻燃剂的重量比为1.0～1.5％。

本发明在聚合过程中加入催化剂，该催化剂采用三氧化二锑、醋酸锑或乙二醇锑等，其加入量占新型耐融滴阻燃聚酯重量300-600ppm。

本发明在聚合过程中加入稳定剂，该稳定剂采用亚磷酸三苯酯或磷酸三甲酯，添加比例为占耐融滴阻燃聚酯重量的100-500ppm。

本发明在浆料调制过程中控制最适合的摩尔比为1.2～1.4之间，该比例一方面可降低产品二甘醇的含量，另一方面可保证合适的物料粘度。

本发明在酯化过程中，酯化内温控制在240～250℃，以防止阻燃剂热分解失效，同时降低二甘醇含量。

本发明制得的新型耐融滴阻燃聚酯，特性粘度为0.65dl/g，色度为6.0～7.0，熔点为250～258℃，端羧基含量为28～35mol/t，灰分为0.22～0.4％，极限氧指数为32～35％，熔融滴落物数量为＜1。

与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：