CN102186911A - 阻燃剂聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明通过包含双(二苯基磷酸酯)阻燃添加剂提供了改善的阻燃剂聚对苯二甲酸丙二醇酯组合物。

Description

阻燃剂聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物
发明领域
本发明涉及阻燃剂聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物，所述组合物包含某些双(二苯基磷酸酯)化合物作为阻燃添加剂。
发明背景
聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(“PTT”)一般通过1，3-丙二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸酯的缩聚反应制得。当与聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“PET”，用乙二醇而不是1，3-丙二醇制得)或聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(“PBT”，用1，4-丁二醇而不是1，3-丙二醇制得)进行比较时，聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物在机械特性、耐侯性、耐热老化性和抗水解性方面更优异。
据发现，聚(对苯二甲酸丙二醇酯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)可用于需要一定程度阻燃性的许多应用领域(如地毯、家具、机动车部件和电子器件)。已知，在某些环境下，聚(对苯二甲酸丙二醇酯)自身具有不充分的阻燃性，目前这在许多这些应用领域中受到限制。
已进行了若干尝试以通过加入各种阻燃添加剂来改善聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物的阻燃性。例如，已经广泛研究了包含卤素类阻燃剂的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物。例如，GB1473369公开了包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)或聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、十溴二苯醚、三氧化锑和石棉的聚合物组合物。US4131594公开了包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)和卤素类接枝共聚物阻燃剂(如十溴二苯醚或四溴双酚A的聚碳酸酯低聚物)、氧化锑和玻璃纤维的聚合物组合物。
日本专利公布2003-292574公开了阻燃剂组合物，所述组合物包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物、选自磷酸酯、磷腈、磷化氢和氧化膦的衍生物的防火剂、以及包含含氮衍生物的耐火材料，所述含氮衍生物包括三聚氰胺、氰尿酸、异氰脲酸、氨等。
仍需要提供具有经改善的阻燃特性的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物。本发明满足了此类需要。
发明概述
本发明涉及基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，所述组合物包含：(a)约75至约99.9重量％的聚合物组分，其中所述聚合物组分的重量百分比基于所述总组合物，所述聚合物组分包含至少约70重量％的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)，其中所述重量百分比基于所述聚合物组分，和(b)基于所述总组合物约0.1至约25重量％的添加剂包，其中所述添加剂包包含约0.1至约15重量％的双酚A-双(二苯基磷酸酯)，其中所述聚合物组分的重量百分比基于所述总组合物，前提条件是所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)不包含氮。
本发明还涉及制备基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供(1)双酚A-双(二苯基磷酸酯)，前提条件是所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)不含氮；和(2)聚对苯二甲酸丙二醇酯；
b)将所述聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)混合以形成混合物；并且
c)搅拌下加热和共混所述混合物以形成组合物。
发明详述
聚合物组分
本发明提供了基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，所述组合物包含：(a)约75至约99.9重量％(基于总组合物重量)的聚合物组分，所述聚合物组分包含至少约70重量％(基于所述聚合物组分重量)的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)，和(b)约0.1至约25重量％(基于总组合物重量)的添加剂包，其中所述添加剂包包含约0.1至约15重量％(基于总组合物重量)的双(二苯基磷酸酯)化合物作为阻燃添加剂。
聚(对苯二甲酸丙二醇酯)是由对苯二甲酸或酸等同物与1，3-丙二醇的缩聚反应制得的类型，1，3-丙二醇优选是由可再生资源通过生化途径制得的类型(“生物衍生的”1，3-丙二醇)。
如上文所述，聚合物组分(以及组合物整体)包含占优势量的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。
适用于本发明的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)是本领域熟知的，并且可方便地通过1，3-丙二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸等同物的缩聚反应来制得。
“对苯二甲酸等同物”是指在与聚合的乙二醇和二醇反应方面表现基本与对苯二甲酸一样的化合物，如相关领域的普通技术人员所通常认识到的那样。就本发明目的而言，对苯二甲酸等同物包括，例如，酯(诸如对苯二甲酸二甲酯)和形成酯的衍生物诸如酰卤(例如酰氯)和酸酐。
优选对苯二甲酸和对苯二甲酸酯，更优选二甲酯。聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的制备方法在例如US6277947、US6326456、US6657044、US6353062、US6538076、US2003/0220465A1和共同拥有的美国专利申请11/638919(提交于2006年12月14日，标题为“Continuous Process for Producing Poly(trimethylene Terephthalate)”)中有讨论。
用于制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的1，3-丙二醇优选由可再生资源通过生化途径获得(“生物衍生的”1，3-丙二醇)。
尤其优选的1，3-丙二醇来源是经由使用可再生生物来源的发酵方法获得。作为得自可再生资源的原料的例证性实例，已经描述了获得1，3-丙二醇(PDO)的生化途径，所述途径利用由生物的且可再生的资源如玉米原料制得的原料。例如，能够将甘油转化为1，3-丙二醇的细菌菌株存在于菌种克雷白氏杆菌(Klebsiella)、柠檬酸杆菌(Citrobacter)、梭菌(Clostridium)和乳酸杆菌(Lactobacillus)中。所述工艺公开于若干公布中，包括前面并入的US5633362、US5686276和US5821092。US5821092尤其公开了使用重组生物体，由甘油生物性生产1，3-丙二醇的方法。所述方法引入了对1，2-丙二醇具有特异性的采用异源pdu二醇脱水酶基因转化的大肠杆菌。转化过的大肠杆菌在作为碳源的甘油的存在下生长，并且从生长培养基中分离出1，3-丙二醇。由于细菌和酵母都能够将葡萄糖(如玉米糖)或其他碳水化合物转化为甘油，因此公开于这些公布中的方法提供了快速、廉价并且环保的1，3-丙二醇单体来源。
生物衍生的1，3-丙二醇，例如通过上文所述和参考的方法制备的那种，包含由植物所吸收的来自大气二氧化碳的碳，该植物构成了制备1，3-丙二醇的原料。这样，优选用于本发明上下文的生物衍生的1，3-丙二醇仅包含可再生的碳，而不包含基于化石燃料或基于石油的碳。因此，基于利用生物衍生的1，3-丙二醇的聚对苯二甲酸丙二醇酯对环境具有较小的影响，这是因为所使用的1，3-丙二醇没有耗减化石燃料，并且降解后释放碳回到大气中以被植物再次利用。因此，本发明的组合物可表征为更加天然，并且对环境的影响比包含石油基二醇的类似组合物更小。
可通过双碳同位素指纹分析，对生物衍生的1，3-丙二醇和基于其的聚对苯二甲酸丙二醇酯与由石化来源或由化石燃料碳制备的类似化合物加以区分。该方法可用于区别化学上相同的物质，并且按生物圈(植物)组成的生长来源(可能是年)来分配碳材料。同位素14C和13C为该问题带来了补充信息。放射性碳年代测定同位素(14C)(其核半衰期为5730年)能够明确地使得在化石(“死的”)和生物圈(“活的”)原料之间分配样本碳(Currie，L.A.，“Source Apportionment of Atmospheric Particles”，Characterization of Environmental Particles，J.Buffle和H.P.van Leeuwen编辑，IUPAC Environmental Analytical Chemistry系列第I卷第1集(Lewis Publishers，Inc)(1992)3-74)。放射性碳年代测定法的基本假设是大气中14C的浓度是恒定不变的，其使得活的生物体中14C恒定不变。当处理分离的样品时，样品的年代可通过如下关系近似地推导出：
t＝(-5730/0.693)ln(A/A0)
其中t＝年代，5730年是放射性碳的半衰期，而A和A0分别是样品和现代标准品的具体14C活性(Hsieh，Y.，Soil Sci.Soc.Am J.，56，460，(1992))。然而，由于从1950年开始的大气核试验和1850年开始的化石燃料燃烧，14C已获得了第二个地球化学时间特征。在20世纪60年代中期，在核试验高峰期，它在大气CO2中并因此在活的生物圈中的浓度大约翻倍。此后它逐渐返回至大约1.2×10-12的稳态宇宙成因(大气成因)基线同位素速率(14C/12C)，具有7-10年的近似弛豫“半衰期”。(此后一种半衰期绝对不能按字面意思理解；而是人们必须使用详细的大气核输入/衰变函数来追踪大气和生物圈中14C在核年代开始之后的变化。)正是后一种生物圈14C的时间特征呈现出了对近代生物圈碳进行年代测定的希望。14C可通过加速器质谱(AMS)来测量，结果以“现代碳的份数”(fM)为单位给出。fM由National Institute of Standards and Technology(NIST)标准参考物质(SRM)4990B和4990C(分别称为草酸标准HOxI和HOxII)定义。基本定义涉及0.95乘以14C/12C同位素比率HOxI(参考AD 1950)。这大致相当于衰变校正过的工业革命前的木材。对于当前的活体生物圈(植物材料)，fM≈1.1。
稳定的碳同位素比率(13C/12C)提供了来源辨别和分配的补充途径。在给定的生物来源物质中，13C/12C比率是在二氧化碳固定时大气二氧化碳中13C/12C的比率，并且还反映了精确的代谢途径。也有区域变化。石油、C3植物(阔叶)、C4植物(草本)、以及海相碳酸盐均在13C/12C和相应的δ13C值上显示出显著差异。此外，由于代谢途径的原因，C3和C4植物的类脂物质的分解与衍生自相同植物的碳水化合物组分的物质不同。在测量的精密度内，由于同位素分馏效应13C显示出很大的变化，对于本发明来说最显著的是光合作用机制。植物中碳同位素比率差异的主要原因与植物中光合作用碳代谢途径的差异密切相关，尤其是在初级羧化反应期间所发生的反应，即大气CO2的最初固定。两大类植物是参与“C3”(或Calvin-Benson)光合作用循环的那些，和参与“C4”(或Hatch-Slack)光合作用循环的那些。硬木和针叶之类的C3型植物主要在温带气候区。在C3型植物中，初级CO2固定或羧化反应涉及酶核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶，并且第一个稳定的产物是3-碳化合物。另一方面，C4型植物包括如热带牧草、玉米和甘蔗之类的植物。在C4型植物中，涉及另一种酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的另外的羧化反应是初级羧化反应。第一个稳定的碳化合物是4-碳酸，其随后被脱羧。由此释放的CO2由C3循环再次固定。
C4和C3型植物表现出一定范围的13C/12C同位素比率，但是典型的值约为千分之-10至-14(C4)和千分之-21至-26(C3)(Weber等人，J.Agric.Food Chem.，45，2942(1997))。煤和石油一般落在后一个范围内。13C测量标度最初是以美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石(PDB)石灰岩为零来定义的，其中数值以与此材料的偏差的千分数给出。“δ13C”值是千分数(千分之几)，缩写为‰，并且如下计算：
Figure BPA00001348246300061
由于PDB标准物质(RM)已耗尽，IAEA、USGS、NIST和其他所选择的国际同位素实验室合作开发出了一系列可供选择的RM。与PDB的偏差千分数用δ13C表示。通过高精度的稳定比率质谱(IRMS)在质量为44、45和46的分子离子上对CO2进行测量。
因此，生物衍生的1，3-丙二醇和包含生物衍生的1，3-丙二醇的组合物可根据14C(fM)和显示新物质组成的双碳同位素指纹分析而与石化衍生的与它们相当的物质完全区别开。区分这些产物的能力有利于跟踪商业中的这些物质。例如，包含“新”和“旧”两种碳同位素特征图的产品可与仅由“旧”物质制成的产品区别开。因此，可在商业上根据其独特的特征图来密切关注即用材料，并且用于限定竞争、确定储存寿命，以及尤其用于评估对环境的影响的目的。
根据气相色谱分析测定，在制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)时用作反应物或反应物组分的1，3-丙二醇优选具有大于约99重量％，并且更优选大于约99.9重量％的纯度。尤其优选的是US7038092、US7098368、US7084311和US20050069997A1中所公开的纯化的1，3-丙二醇。
所述纯化的1，3-丙二醇优选具有下列特性：
(1)在220nm处的紫外吸收小于约0.200，在250nm处小于约0.075，并且在275nm处小于约0.075；和/或
(2)组合物具有的CIELAB“b*”色值小于约0.15(ASTM D6290)，并且在270nm处的吸收小于约0.075；和/或
(3)小于约10ppm的过氧化物组合物；和/或
(4)当通过气相色谱测量时，总有机杂质(除1，3-丙二醇之外的有机化合物)的浓度小于约400ppm，更优选小于约300ppm，还更优选小于约150ppm。
可用于本发明中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可以是聚(对苯二甲酸丙二醇酯)均聚物(基本上衍生自1，3-丙二醇与对苯二甲酸和/或等同物)和共聚物自身或它们的共混物。可用于本发明的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)优选包含约70摩尔％或更高的重复单元，所述重复单元衍生自1，3-丙二醇和对苯二甲酸(和/或其等同物，如对苯二甲酸二甲酯)。
所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)可包含至多30摩尔％的由其他二醇或二酸制得的重复单元。其他二酸包括例如间苯二甲酸、1，4-环己二甲酸、2，6-萘二甲酸、1，3-环己二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1，12-十二烷二酸、以及它们的衍生物，如这些二元羧酸的二甲酯、二乙酯或二丙酯。其他二醇包括乙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、二甘醇、三甘醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2-、1，3-和1，4-环己烷二甲醇、以及由二醇或多元醇与环氧烷烃的反应产物制得的更长链的二醇和多元醇。
可用于本发明中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)聚合物还可包括官能单体，例如至多约5摩尔％的可用于赋予阳离子可染性的磺酸盐化合物。优选的磺酸盐化合物的具体实例包括间苯二甲酸-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钾、2，6-萘二甲酸-4-磺酸钠、3，5-二羧基苯磺酸四甲基鏻、3，5-二羧基苯磺酸四丁基鏻、3，5-二羧基苯磺酸三丁基甲基鏻、2，6-二羧基萘-4-磺酸四丁基鏻、2，6-二羧基萘-4-磺酸四甲基鏻、3，5-二羧基苯磺酸铵，及其酯衍生物，诸如甲酯、二甲酯等。
所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)更优选包含至少约80摩尔％，或至少约90摩尔％，或至少约95摩尔％，或至少约99摩尔％的衍生自1，3-丙二醇和对苯二甲酸(或等同物)的重复单元。最优选的聚合物是聚(对苯二甲酸丙二醇酯)均聚物(基本上仅是1，3-丙二醇与对苯二甲酸或等同物的聚合物)。
聚合物组分可包含与聚(对苯二甲酸丙二醇酯)共混的其他聚合物，如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)、尼龙如尼龙-6和/或尼龙-6，6等，并且优选包含基于所述聚合物组分重量至少约70重量％，或至少约80重量％，或至少约90重量％，或至少约95重量％，或至少约99重量％的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。在一个优选的实施方案中，使用聚(对苯二甲酸丙二醇酯)而无其他此类聚合物。
添加剂包
基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的本发明组合物可包含添加剂，如抗氧化剂、残余催化剂、去光剂(如TiO2、硫化锌或氧化锌)、着色剂(如染料)、稳定剂、填料(如碳酸钙)、抗微生物剂、防静电剂、光学增白剂、增量剂、加工助剂和其他功能性添加剂，下文称为“薄片添加剂”。当使用时，TiO2或类似化合物(如硫化锌和氧化锌)以通常用于制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物的量用作颜料或去光剂，即制备纤维时的用量为最多约5重量％或更高(基于总组合物重量)，而在其他某些最终用途中的用量更大。当用于纤维和薄膜聚合物中时，TiO2的用量优选为至少约0.01重量％，更优选至少约0.02重量％，并且优选最多约5重量％，更优选最多约3重量％，并且最优选最多约2重量％(基于总组合物重量)。
有关“颜料”，参见本领域中通常称为颜料的那些物质。颜料是通常为干粉形式，向聚合物或制品(例如薄片或纤维)赋予颜色的物质。颜料可以是无机的或有机的，并且可以是天然的或合成的。一般来讲，颜料是惰性的(例如电中性，并且不与聚合物反应)，并且不溶或相对不溶于它们所加入的介质中，在本发明情况下所述介质为聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物。在某些情况下，它们可以是可溶解的。
双(二苯基磷酸酯)阻燃添加剂用于所公开的实施方案组合物中。此类材料的实例包括双酚A-双(二苯基磷酸酯)。
双酚A-双(二苯基磷酸酯)可与其他阻燃添加剂材料混合，并因此也可适于所公开的实施方案。然而，对于本发明的实施方案，双酚A-双(二苯基磷酸酯)和其他阻燃添加剂材料不含氮。
所述反应还涉及制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物的方法，所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物具有改善的阻燃性，所述方法包括以下步骤：
a)提供(1)双酚A-双(二苯基磷酸酯)，前提条件是所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)不含氮；和(2)聚(对苯二甲酸丙二醇酯)；
b)将所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)与所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)混合以形成混合物；并且
c)搅拌下加热和共混所述混合物以形成组合物。
可通过本领域技术人员熟知的常规共混技术，例如在聚合物挤出机中配混、熔融共混等等，制备基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的本发明组合物。
当聚合物组分和阻燃添加剂熔融共混时。更具体地讲，将它们在足以形成熔融共混物的温度下搅拌加热，并且优选以连续的方式纺制成纤维，或形成成型制品。所述成分可以多种不同的方式形成共混组合物。例如，它们可(a)同时加热和混合，(b)在单独的设备中预混，然后加热，或者(c)加热，然后混合。可通过设计用于此目的的常规设备诸如挤出机、班伯里密炼机等，实施混合、加热和成形。所述温度应高于每种组分的熔点，但低于最低分解温度，因此对于任何具有PTT和阻燃添加剂的组合物，必须进行调节。所述温度通常在约180℃至约270℃的范围内。
当一种或多种阻燃添加剂为液体时，可经由液体注射将它加入到聚合物组分中。一般来讲，这可通过使用注射器泵(例如Isco注射器泵，型号1000D，Isco(Lincoln，NE))来实现。一般选择用于注射的压力，以有利于将所述添加剂顺利地加入到聚合物中。
阻燃添加剂的用量基于总组合物重量优选为约0.1至约15重量％。所述量基于总组合物重量更优选为约0.5至约10重量％，并且还更优选约2至约6重量％。
用途
本发明的另一个方面涉及包含聚(对苯二甲酸丙二醇酯)组合物的制品和纤维，此类制品具有经改善的阻燃特性。
本发明中基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物可用于纤维、织物、薄膜以及其他可用制品中，以及可用于制备此类组合物和制品的方法中，如许多上文引用的参考文献中所公开的。它们可用于例如制备连续切割(例如短的)纤维、纱线以及针织、织造和非织造纺织物。所述纤维可以是单组分纤维或多组分(例如双组分)纤维，并且可具有许多不同的形状和形式。它们可用于纺织物和地面材料中。
基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的本发明组合物的尤其优选的最终用途是用于制备地毯纤维，如US7013628中所公开的。
实施例
在下列实施例中，除非另外指明，所有份数、百分比等均按重量计。
成分
用于实施例中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)是得自E.I.du Pont de Nemours and Company(Wilmington，Delaware)的SORONA
Figure BPA00001348246300101
“半光亮”聚合物。
用于实施例中的阻燃添加剂描述于下表1中。
表1
Figure BPA00001348246300102
表明易燃性改善的方法是(1)将阻燃添加剂混入到聚(对苯二甲酸丙二醇酯)中，(2)浇铸改性聚(对苯二甲酸丙二醇酯)薄膜，(3)测试所述薄膜的易燃性以确定阻燃添加剂对易燃性的改善度。
阻燃添加剂配混
在120℃真空炉中，将SORONA聚合物干燥16小时，并且还将阻燃添加剂在80℃的真空炉中干燥16小时。
以20磅/小时的速率将干燥聚合物加入到W&P 30A双螺杆挤出机(MJM#4，30mm螺杆)的喉口，温度特征为在第一区域处的190℃至螺杆尖端和单孔拉丝模头(4.76mm直径)处的250℃。使用注射泵，将液体阻燃添加剂以所需的速率加入到共具有8个区域的挤出机的第二区域中，以在聚合物中达到指定的浓度，例如2磅/小时的速率获得聚合物中10％的载量。在操作期间用干燥氮气吹扫所述挤出机的喉口以使聚合物降解最小化。在加入每种阻燃添加剂之前，用干燥聚合物将挤出体系吹扫大于3分钟。将得自4.76mm模头的未改性聚合物或配混聚合物股条切成粒料以供进一步加工成薄膜。
薄膜制备
在用于制备薄膜之前，将所有样本在120℃下干燥16小时。
将未改性的SORONA聚合物和混合的SORONA
Figure BPA00001348246300112
聚合物样本加入到W&P 28D双螺杆挤出机(MJM#3，28mm螺杆)的喉口。在操作期间用干燥氮气吹扫所述挤出机的喉口以使降解最小化。区域温度范围为200℃(在第一区域处)至240℃(在具有100rpm螺杆转速的螺杆尖端处)。将熔融聚合物递送至宽254mm×高4mm的薄膜冲模，以制得厚4mm、宽254mm并且长最多约18米的薄膜。在用各种配混测试物制备薄膜之前，用未改性的SORONA
Figure BPA00001348246300113
聚合物将挤出机体系吹扫至少5分钟。
测试样本制备
对于每种测试物，使用51mm×152mm的冲模，从4mm厚的薄膜上压切十个测试样本。从薄膜纵向(挤出)方向上切割五个样本，并且从横向(垂直于挤出)方向上切割五个样本。将测试薄膜样本在105℃烘箱中干燥30分钟以上，然后在干燥器中冷却15分钟以上，然后测试。
薄膜易燃性测试
将如上所述获得的51mm×152mm×4mm薄膜样本固定在45°角。将长19mm的丁烷火焰施加在所述薄膜下端宽51mm的边缘处，直至点着。在火焰自行熄灭后，测定燃烧掉或消失的薄膜样本百分比，并且记为消耗百分比。消耗百分比结果越低，添加剂的阻燃性就越好。
比较实施例A
制备无阻燃添加剂的Sorona
Figure BPA00001348246300114
聚(对苯二甲酸丙二醇酯)薄膜，并且如上所述进行测试。
表1示出了薄膜易燃性测试结果。在纵向和横向上将每种混合聚合物测试品和对照物测试五次，并且将平均值示于表1中。在此测试中，上文所有包含阻燃剂的制品相对于对照物(Sorona
Figure BPA00001348246300115
聚合物)均显示出改善。每次测试的点着时间为1秒。
表1
Figure BPA00001348246300121

Claims (16)

1.基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，所述组合物包含：(a)约75至约99.9重量％的聚合物组分，其中所述聚合物组分的重量百分比基于所述总组合物，所述聚合物组分包含至少约70重量％的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)，其中所述重量百分比基于所述聚合物组分，和(b)基于所述总组合物约0.1至约25重量％的添加剂包，其中所述添加剂包包含约0.1至约15重量％的双酚A-双(二苯基磷酸酯)，其中所述聚合物组分的重量百分比基于所述总组合物，前提条件是所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)不包含氮。
2.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述添加剂包包含约0.5至约10重量％的双酚A-双(二苯基磷酸酯)，其中所述重量百分比基于总组合物。
3.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述添加剂包包含约2至约6重量％的双酚A-双(二苯基磷酸酯)，其中所述重量百分比基于总组合物。
4.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)是通过对苯二甲酸或酸等同物与1，3-丙二醇的缩聚反应制得的类型。
5.权利要求4的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述1，3-丙二醇衍生自可再生资源。
6.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚(对苯二甲酸丙二醇酯)为聚(苯二甲酸丙二醇酯)均聚物。
7.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚合物组分包含附加聚合物。
8.权利要求7的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚合物组分包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)。
9.权利要求7的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚合物组分包含聚(对苯二甲酸丁二醇酯)。
10.权利要求7的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述聚合物组分包含尼龙。
11.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述添加剂包包含TiO2。
12.权利要求1的基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物，其中所述添加剂包还包含一种或多种附加的阻燃添加剂材料，前提条件是所述阻燃剂材料不包含氮。
13.制备基于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供(1)双酚A-双(二苯基磷酸酯)，前提条件是所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)不含氮；和(2)聚对苯二甲酸丙二醇酯；
b)将所述聚对苯二甲酸丙二醇酯和所述双酚A-双(二苯基磷酸酯)混合以形成混合物；以及
c)在搅拌下加热和共混所述混合物以形成组合物。
14.权利要求13的方法，其中步骤(c)在约180℃至约270℃下发生。
15.由权利要求1的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的组合物制得的制品。
16.权利要求15的制品，其中权利要求1的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的组合物为纤维形式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131594A (en) * 1974-05-25 1978-12-26 Teijin Limited Fire-resistant thermoplastic polyester resin compositions and process for rendering polyesters fire-resistant
DE10297081T5 (de) * 2001-08-09 2004-07-22 Asahi Kasei Chemicals Corporation Flammhemmende Polytrimethylenterephthalat-Harzzusammensetzung
JP3923441B2 (ja) * 2003-03-25 2007-05-30 三光株式会社 難燃性合成樹脂組成物
DE10317487A1 (de) * 2003-04-16 2004-01-22 Ticona Gmbh Flammschutzmittel-Kombination und flammgeschützte thermoplastische Formmassen
FR2864098B1 (fr) * 2003-12-19 2007-08-31 Rhodia Chimie Sa Systeme ignifugeant a base de composes du phosphore et composition polymerique ignifugee

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103194048A (zh) * 2012-01-06 2013-07-10 杜邦公司 阻燃组合物、模塑制品和纤维基质

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