[发明专利]一种基于苯酰亚胺结构的高温自交联阻燃抑烟抗熔滴共聚酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于苯酰亚胺结构的高温自交联阻燃抑烟抗熔滴共聚酯，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的结构单元或Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ表示的结构单元经无规共聚所组成，该共聚酯的特性黏数[η]为0.41~1.12 dL/g，极限氧指数为24.2~38.7%；垂直燃烧等级V‑2~V‑0级；锥形量热测试中峰值热释放速率p‑HRR比纯PET降低7.1~72.1%，总烟释放量比纯PET降低2.0~59.2%。本发明还公开了其制备方法，在制备过程中引入的高温自交联基团为苯酰亚胺基团，所制备的共聚酯在加工及聚合过程中并不会发生交联作用，因而保留了聚酯的热塑加工性，同时由于在高温或者燃烧时自交联作用带来的增黏效应和高成炭性，使得制备得到的共聚酯具有优良的阻燃、抑烟、及抗熔滴效果。

技术领域

本发明属于共聚酯及其制备技术领域。具体涉及一类含苯酰亚胺结构的具有高温自交联阻燃性、抑烟性和抗熔滴性的共聚酯及其制备方法。

背景技术

半芳族聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，因其优异的理化性能成为用量最多、用途最广的合成纤维，被广泛应用于日常生活中的各个领域。但聚酯材料本身极其易燃、且点燃后不自熄，严重限制了其在一些对阻燃有需求的领域中的应用。另外，聚酯在燃烧过程中会产生熔融滴落，对人们的生命安全造成威胁并可能引起“二次火灾”；在燃烧过程中通常还伴随着大量浓烟，会造成窒息，严重影响火灾中人们的逃生，威胁人们的生命安全。因此，对聚酯进行抗熔滴和抑烟改性具有十分重要的意义。

对于聚酯的阻燃来说，磷系阻燃剂是最有效的阻燃剂(王玉忠著，聚酯纤维阻燃化设计，四川科技出版社，1994)，但多数含磷共聚酯都是通过熔融滴落带走热量的方式(促熔滴机理)来实现阻燃改性，且磷元素的进入会使聚酯在燃烧过程中产生更多的烟和一氧化碳，这就产生了阻燃与抗熔滴相矛盾的问题。

为解决这一矛盾，发明专利ZL 201410279309.9通过原位聚合的方法向聚酯中引入了硼酸锌纳米粒子，得到一种PET纳米复合材料，取得了较好的阻燃抗熔滴性能。但无机粒子的引入将会影响聚酯的可纺性，限制其应用范围。发明专利ZL 201010195998.7将纳米蒙脱土和磷系阻燃剂2-羟乙基次磷酸通过原位聚合的方法引入到了聚酯中，可以起到较好的阻燃抗熔滴效果。但2-羟乙基次磷酸的存在会促进聚酯基材的分解，对聚酯的热稳定性能造成破坏，限制了材料在一些领域的应用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种含苯酰亚胺结构的可高温自交联共聚酯，该类共聚酯在加工及聚合过程中并不会发生交联作用，因而保留了聚酯的热塑加工性，可以直接作为工程塑料、薄膜用料以及纤维原料使用；此外，由于在高温或者燃烧时自交联作用带来的增黏效应和高成炭性，又具有优良的阻燃、抑烟及抗熔滴效果。

本发明的目的之二是提供一种上述基于苯酰亚胺结构的高温自交联共聚酯的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的基于苯酰亚胺结构的高温自交联共聚酯，由下述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ表示的结构单元组成：

式中，R₁表示亚芳基，

式中，R₂表示C₂～C₈的亚烷基，

式中，Z₁表示羟基、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，

式中，Z₂表示羟基、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。