[发明专利]基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的阻燃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及基于聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的阻燃组合物，特别涉及含有含磷聚酯阻燃剂和无机纳米粒子的基于PTT的阻燃组合物。本发明还涉及包含上述阻燃组合物或由上述阻燃组合物制得的制品，尤其是纤维制品。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯(通常简称为“PTT”，“PPT”或“3GT”)一般通过1,3-丙二醇与对苯二甲酸或1,3-丙二醇与对苯二甲酸酯缩聚制得，是继聚对苯二甲酸乙二醇酯(通常简称“PET”)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(通常简称“PBT”)之后一种新型芳香族聚酯。PTT树脂在机械特性、耐候性、耐热老化性和抗水解性方面比PET和PBT更优异。

PTT纤维综合了尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性和涤纶的抗污性于一身，同时比尼龙有更好的色牢度，避免了腈纶易磨损起球的缺点，又有比较好的手感，本身固有的弹性很好并且能常温染色。由于PTT的优异性能，它可以广泛用于衣料、装饰和工程塑料等各个领域，特别是在地毯领域。但是，在某些环境下，PTT自身阻燃性能不够好，从而限制了PTT在这些领域中的应用。

改进PTT的阻燃性的方式，目前主要有三种：一种是后处理方式，使用阻燃剂浸渍PTT纤维或织物而制得阻燃性PTT纤维或织物，该方法的缺点是阻燃性不能持久，而且有可能影响纤维或织物的外观，也不适用于工程塑料的应用；另一种是共聚式，即将阻燃剂作为共聚单体之一，引入PTT的大分子链中而制得阻燃PTT，该方法所得到的阻燃PTT的阻燃性持久，但其缺点是也同时改变了PTT聚酯的其它固有性质；再一种是共混式，将阻燃剂与PTT共混，获得阻燃性组合物，再进行后续的模塑或纺丝以制得阻燃纤维或织物。虽然共混型阻燃PTT比起共聚式阻燃PTT，在制造生产上有工艺简便、成本低廉的优势，但所添加的阻燃剂必须能均匀分散在基体树脂中，并且也不可产生迁移、结霜等现象，以免导致PTT共混物的阻燃性下降或失效。

在聚酯中添加含卤素型阻燃剂的研究非常广泛，但是，含卤素型阻燃剂在制造、回收或废弃时都会造成比较大的环境污染，而且在燃烧时产生有毒有害气体，因此，其逐渐被非卤素型阻燃剂所替代。无卤素型阻燃剂，尤其是含磷阻燃剂已被广泛地用于聚酯，尤其是聚酯纤维中。所述含磷阻燃剂包括反应型含磷阻燃剂和添加型含磷阻燃剂。反应型含磷阻燃剂由于被加入到聚酯的分子链中，因此往往会改变该阻燃聚酯的热性质，从而给后续的纺丝带来困难；而且，这往往无法在现有的生产平台上进行生产，需要调整设备或工艺条件，从而增加了生产成本。

专利申请CN101532189A公开了一种阻燃PTT聚酯纤维及其生产方法，其中采用共聚合的方法将含磷阻燃剂单体(例如2-羧乙基烷基膦酸、2-羧乙基苯基次膦酸等)加入PTT聚酯分子链中，同时，在共聚反应物中加入选自二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁和硫酸钡的无机纳米粒子，通过共聚得到阻燃PTT聚酯。该专利申请涉及前述的反应型含磷阻燃剂。

专利申请CN101709137A公开了一种含磷聚对苯二甲酸丙二醇酯阻燃共聚酯/纳米复合材料及其制备方法，其中采用共聚合的方法将含磷阻燃剂单体(例如BHET、BHPPO、CEMPP、DDP等)加入PTT聚酯分子链中，同时，在共聚反应物中加入选自硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌等的无机纳米粒子，通过共聚得到阻燃PTT聚酯。该专利申请也涉及前述的反应型含磷阻燃剂。

现有技术中也有将阻燃剂与聚酯共混以获得阻燃性能改善的组合物(即前述添加型阻燃剂)，例如，专利申请JP2006-144184A公开了一种用于人造头发的阻燃聚酯组合物，所述组合物是聚酯(例如，PET)和阻燃聚酯共聚物共混而得。其中，所述阻燃聚酯共聚物是由对苯二酸、烷基二醇和含磷或含溴的化合物共聚而制得的共聚物。

专利申请JP2007-112875A公开了一种阻燃聚酯树脂组合物，其包含100重量份的聚酯、10-80重量份的有机磷系阻燃剂和10-100重量份的无机化合物，经熔融共混而获得阻燃聚酯树脂组合物。所述阻燃聚酯树脂组合物的主要应用是汽车、家电、电气等的模塑部件，所以添加无机化合物（如云母、滑石粉等）的目的是增加其机械强度与刚性，并且其用量至少为10重量份。所述有机磷系阻燃剂是如式A的均聚物：

其中，n是2-20的整数。

目前，仍需要提供阻燃性能提高并且环保的基于PTT的组合物，并且其应用不仅限于工程塑料，还可包括纤维制品如服装面料、家纺制品以及地毯等领域。

发明内容