[发明专利]一种阳离子可染性阻燃聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种阳离子可染性阻燃聚酯及其制造方法。

背景技术

聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯因其突出的性能，广泛应用于纤维、薄膜等领域，倍受人们的青睐。

但是由于PET分子结构规整，易结晶，而且没有易染官能团，虽然在高温高压下能够用分散染料进行染色，但是生产条件苛刻，成本高。阻燃性方面，普通PET的极限氧指数是20～24，在通常条件下遇明火即易燃烧，阻燃性能差。

用于聚酯阻燃改性的阻燃剂主要是含卤素和含磷的阻燃剂，由于卤素属于气相阻燃机理，具有发烟大、易产生卤素气体而腐蚀加工设备的缺点，目前基本都采用含磷阻燃剂。但现有的含磷阻燃共聚酯普遍都存在着热性能和力学性能差、纺丝结晶困难等不足。另外，阻燃聚酯纤维织物大多用于汽车、窗帘等的装饰布，对其色彩风格、色牢度（尤其是日晒牢度）的要求极高，但由于聚酯分子链结构紧密、极性较小，只能采用分散染料进行染色，易褪色，从而限制了阻燃改性聚酯的应用。因此进一步研究开发高性能的阻燃聚酯是非常必要的。

    在目前阻燃阳离子可染聚酯的研究中，主要有以下一些技术。中国专利CN1103185.9涉及一种阻燃阳离子染料易染涤纶短纤维制造方法，采用酯交换的方法在酯交换阶段加入阳离子可染成分、在酯交换反应之后或聚合阶段加入反应型阻燃剂。中国专利200410084108.X涉及一种阻燃阳离子染料易染聚酯的制造方法，采用直接酯化方法制备聚酯，在酯化反应之后或聚合阶段添加反应型阻燃剂。中国专利200510043752.7涉及一种常压阳离子可染的阻燃聚酯切片，聚合物中包括反应型阻燃剂。中国专利200810211851.5涉及一种常压阳离子可染的阻燃聚酯共聚物，共聚物中包括反应型阻燃剂，但是由于阻燃单体的加入，聚酯的T_g、T_c、T_m、T_p、△H_m、结晶度等都呈线性下降，导致聚酯的物理性能和耐热性能大幅下降。上述方法得到的聚合物存在聚合物的色调差、耐光性差等缺点，而且在阻燃剂添加过多时会导致聚合反应性能低、聚合物熔点低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应性好、色调优异、耐光性能及耐热性能良好、高熔点、对环境友好、纺丝性能好的阳离子可染性阻燃聚酯及其制备方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种阳离子可染性阻燃聚酯，通过向由芳香族二元羧酸酯、亚烷基二醇和含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物在催化剂、助剂下聚合得到的阳离子可染聚酯中共混或共聚添加磷系阻燃剂得到，所述磷系阻燃剂为如下式1～5中的一种或几种，阻燃剂的含量以磷元素计占聚酯的0.2%～2.0wt%，

               式1

              式2

    式3

           式4

         式5

式中n、m、s、u、v分别为4以上的整数，所述R₁、R₃、R₅、R₇、R₉分别为碳原子数0～20的亚烷基或碳原子数6～20的芳香基，R₈为碳原子数1～20的烷基或碳原子数6～20的芳香基，R₂、R₄、R₆、R₁₀分别为氢基或碳原子数1～20的烷基。

阻燃聚酯中阻燃剂的含量以磷元素计占聚酯薄膜的0.2～2.0wt%。聚酯中阻燃剂含量以磷元素计含量少于0.2wt%时，聚酯的阻燃性不好；阻燃剂含量以磷元素计含量超过2.0wt%时，聚酯的耐热性及耐水解性将会降低，纺丝性能将会变差。其中优选阻燃聚酯中阻燃剂的含量以磷元素计占聚酯纤维的0.6～1.8wt%。

通常的由共聚方法生产阻燃聚酯时使用的都是小分子量的阻燃单体或其酯化液，小分子物的加入会破坏聚酯链的规整性，降低聚酯玻璃化转变温度、熔点等，聚酯的耐热性下降较大。即使使用共混的方法，在螺杆剪切力的作用下，小分子阻燃单体也会和聚酯发生反应。