[发明专利]含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体、用其阻燃抗熔滴的离聚物及它们的制备方法和应用

说明书

本发明公开了含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体、用其阻燃抗熔滴的离聚物及其制备方法和应用，所述阻燃抗熔滴的离聚物是由二元酸或其酯化物和C₂～C₈多元醇的共聚酯单体、催化剂以及结构通式如下的含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体，用直接酯化法或酯交换法进行酯化之后，经缩聚反应制备而成：该含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体因可以在离聚物的分子链中形成离子簇，形成稳定的物理交联网络，加之本身具有很好的成炭性能，当其引入后在低含量下，不仅可增大离聚物的熔体强度，还能快速形成稳定、致密的炭层抑制熔滴现象，使之可应用于制备纺织纤维及常温阳离子可染聚酯纺织品、工程塑料以及包装材料。其制备方法成熟、简单方便，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于反应型单体和用其阻燃抗熔滴的共聚酯离聚物及其制备技术领域，具体地说，本发明涉及一种含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体、用其阻燃抗熔滴共聚酯型离聚物及其制备方法和应用。

背景技术

半芳香族聚酯，如聚对苯二甲酸二甲酯(PET)，因为其具有优异的耐热性，尺寸稳定性以及耐化学腐蚀性等特点，从而被广泛应用于包装材料、纺织纤维、工程塑料等领域。然而，纯PET却是一种易燃材料，燃烧剧烈，热值高，同时在燃烧时会产生大量熔滴现象，这也限制了该聚酯的进一步应用。

通常情况下，对聚酯的阻燃改性是以添加磷系阻燃剂为主，因磷系阻燃剂具有阻燃效率高，添加量少，成本低等优点。但是添加了磷系阻燃剂的聚酯在燃烧时会释放出大量的有毒烟气，同时，磷系阻燃剂的阻燃机理是通过促熔滴的作用来进行阻燃的，即在燃烧时通过形成大量熔滴，带走热量来达到阻燃的目的。而这些熔滴会对人们产生二次伤害。因此，如何解决聚酯阻燃与抗熔滴之间的问题成了阻燃聚酯领域亟待解决的难题。

为了解决这一难题，CN 108359084 A公开了一种通过熔融缩聚的方式向聚酯中引入了含苯酰亚胺结构的可高温自交联共聚酯，在高温下，苯酰亚胺结构能够发生热重排从而形成化学交联结构，可赋予共聚酯较好的阻燃抗熔滴性能，当单体的引入量为20mol％时，该共聚酯能够在垂直燃烧测试中达到V-0级，极限氧指数达到30.8％。CN 108395526 A公开了另一种含苯并咪唑结构的阻燃抗熔滴共聚酯，该共聚酯具有较好的阻燃抗熔滴性能，当单体引入量为15mol％时，能够通过垂直燃烧测试的V-0级，极限氧指数达到34.0％，但是以上两种共聚酯都存在着单体引入量较多的问题,从而会影响其成本。

发明内容

本发明的首要目的是针对现有技术存在的问题，提供一种含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体。

本发明的目的之二是提供一种上述含苯并杂环磺酸盐结构离子单体的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种由上述含苯并杂环磺酸盐结构离子单体制备的共聚酯型离聚物。

本发明的目的之四是提供一种由上述含苯并杂环磺酸盐结构离子单体制备的共聚酯型离聚物的方法。

本发明的目的之五是提供一种由上述含苯并杂环磺酸盐结构离子单体制备的共聚酯型离聚物的应用。

为了达到本发明的首要目的，本发明人经过深入研究后发现：①含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体由于存在稳定的“物理交联”作用，所以能够显著提高共聚酯的熔体强度，该类离聚物表现出很好的抗熔滴效果能力；②苯并杂环结构能够赋予离聚物很好的成炭性，表现出很好的阻燃、抑烟以及抗熔滴的效果。故而本发明提供一种含苯并杂环磺酸盐结构的离子单体，其特征在于该离子单体的结构通式如下：

式中，R₁、R₂、R₃、R₄为羧基基团、酯基基团、羟基基团或者，可相同或者不相同，a为2～8的整数，X为O原子、S原子、仲氨基、氮甲基或氮乙基中的任一种，M为金属原子Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Co、Ni或Zn中的任一种，n为1～2的整数。