CN104844788A - 一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其组分按质量百分数配比为：PTT80%～95%、含磷单体2%～8%、有机蒙脱土1%～5%、脂肪族聚醚2%～6%、磷酸三甲酯0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%，所述含磷单体为2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸，所述脂肪族聚醚为分子量在1000～5000的聚乙二醇、聚四氢呋喃、聚环氧丙烷中的一种。本发明的有益效果是，本发明通过含磷单体共聚阻燃改性和添加有机蒙脱土协同提高成炭性及增强耐熔滴性，使本发明具有优异的无卤、无熔滴的阻燃性能，而且可纺性好，机械性能优良，制备工艺简单，成本低，便于推广应用。

Description

一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（简称PTT）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称PET）以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（简称PBT）同属半芳香族聚酯，PTT每个链节中有三个亚甲基，大分子之间产生“奇碳效应”，形成螺旋状排列，使得PTT聚酯纤维能够同时克服PET的刚性和PBT的柔性，并兼有PET和PA的优点，因而PTT聚酯在工程塑料、纤维等领域极具开发和应用价值。然而聚对苯二甲酸丙二醇酯与其他聚酯一样，属于易燃材料，需进行阻燃处理。作为一种新兴聚酯，目前阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯主要以外添加阻燃剂为主。采用外添加阻燃剂方式对聚对苯二甲酸丙二醇酯进行阻燃处理，其阻燃效率高，技术成熟，价格便宜，但阻燃剂添加量大，对材料本身的后期加工影响较大，应用领域有较大局限性，且阻燃剂易析出不能达到永久阻燃的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃性能好、成本低和力学性能优异的阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 80%～95%、含磷单体2%～8%、有机蒙脱土1%～5%、脂肪族聚醚2%～6%、磷酸三甲酯0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%。

所述PTT是以对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）为原料而制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述含磷单体为2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸。

所述有机蒙脱土为表面经过十八烷基二羟乙基甲基氯化铵活化处理、且粒径为400～600目的钠基蒙脱土。

所述脂肪族聚醚为分子量在1000～5000的聚乙二醇、聚四氢呋喃、聚环氧丙烷中的一种。

所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）、制备含磷单体预聚液：以1，3-丙二醇为溶剂，将含磷单体溶解和配得质量百分比含量为20～40wt%的浆液，在室温和转速为8000～10000rpm条件下，搅拌20～40分钟，即得到含磷单体预聚液；

（2）、制备有机蒙脱土分散液：取有机蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到有机蒙脱土分散液；

（3）、酯化反应：取对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）按质量1.5～2：1加入酯化釡中，同时添加PTA重量0.1%～0.3%的酯交换催化剂醋酸镁，在温度165℃～200℃和常压条件下进行酯化反应1～4h，当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物；

（4）、缩聚反应：将步骤（3）的酯化物转入聚合釡，加入步骤（1）制得的含磷单体预聚液和步骤（2）制得的有机蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的脂肪族聚醚、磷酸三甲酯和抗氧剂，然后加入PTA重量0.2%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯，在温度265℃～270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.6～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；

（5）、固相缩聚：将步骤（4）的缩聚物烘干，在180℃～210℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～20h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。

本发明的有益效果是，本发明通过含磷单体共聚阻燃改性和添加有机蒙脱土协同提高成炭性及增强耐熔滴性，使本发明具有优异的无卤、无熔滴的阻燃性能，而且可纺性好，机械性能优良，制备工艺简单，成本低，便于推广应用。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 82%、含磷单体8%、有机蒙脱土5%、分子量在1000～5000的聚乙二醇4%、磷酸三甲酯0.5%、抗氧剂0.5%，其中，所述PTT是以对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）为原料而制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述含磷单体为2-羧乙基烷基膦酸，所述有机蒙脱土为表面经过十八烷基二羟乙基甲基氯化铵活化处理、且粒径为400～600目的钠基蒙脱土，所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

制备方法：（1）、制备含磷单体预聚液：以1，3-丙二醇为溶剂，将含磷单体溶解和配得质量百分比含量为20～40wt%的浆液，在室温和转速为8000～10000rpm条件下，搅拌20～40分钟，即得到含磷单体预聚液；（2）、制备有机蒙脱土分散液：取有机蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到有机蒙脱土分散液；（3）、酯化反应：取对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）按质量1.5～2：1加入酯化釡中，同时添加PTA重量0.1%～0.3%的酯交换催化剂醋酸镁，在温度165℃～200℃和常压条件下进行酯化反应1～4h，当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物；（4）、缩聚反应：将步骤（3）的酯化物转入聚合釡，加入步骤（1）制得的含磷单体预聚液和步骤（2）制得的有机蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的分子量在1000～5000的聚乙二醇、磷酸三甲酯和抗氧剂，然后加入PTA重量0.2%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯，在温度265℃～270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.6～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；（5）、固相缩聚：将步骤（4）的缩聚物烘干，在180℃～210℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～20h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。

实施例2：

一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 90%、含磷单体4%、有机蒙脱土2.8%、分子量在1000～5000的聚环氧丙烷3%、磷酸三甲酯0.1%、抗氧剂0.1%，其中，所述PTT是以对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）为原料而制得的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述含磷单体为2-羧乙基苯基次膦酸，所述有机蒙脱土为表面经过十八烷基二羟乙基甲基氯化铵活化处理、且粒径为400～600目的钠基蒙脱土，所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

制备方法：（1）、制备含磷单体预聚液：以1，3-丙二醇为溶剂，将含磷单体溶解和配得质量百分比含量为20～40wt%的浆液，在室温和转速为8000～10000rpm条件下，搅拌20～40分钟，即得到含磷单体预聚液；（2）、制备有机蒙脱土分散液：取有机蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到有机蒙脱土分散液；（3）、酯化反应：取对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）按质量1.5～2：1加入酯化釡中，同时添加PTA重量0.1%～0.3%的酯交换催化剂醋酸镁，在温度165℃～200℃和常压条件下进行酯化反应1～4h，当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物；（4）、缩聚反应：将步骤（3）的酯化物转入聚合釡，加入步骤（1）制得的含磷单体预聚液和步骤（2）制得的有机蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的分子量在1000～5000的聚环氧丙烷、磷酸三甲酯和抗氧剂，然后加入PTA重量0.2%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯，在温度265℃～270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.6～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；（5）、固相缩聚：将步骤（4）的缩聚物烘干，在180℃～210℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～20h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。

Claims (6)

1.一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PTT 80%～95%、含磷单体2%～8%、有机蒙脱土1%～5%、脂肪族聚醚2%～6%、磷酸三甲酯0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其特征在于，所述含磷单体为2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其特征在于，所述有机蒙脱土为表面经过十八烷基二羟乙基甲基氯化铵活化处理、且粒径为400～600目的钠基蒙脱土。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其特征在于，所述脂肪族聚醚为分子量在1000～5000的聚乙二醇、聚四氢呋喃、聚环氧丙烷中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯，其特征在于，所述抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、制备含磷单体预聚液：以1，3-丙二醇为溶剂，将含磷单体溶解和配得质量百分比含量为20～40wt%的浆液，在室温和转速为8000～10000rpm条件下，搅拌20～40分钟，即得到含磷单体预聚液；

（2）、制备有机蒙脱土分散液：取有机蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到有机蒙脱土分散液；

（3）、酯化反应：取对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）按质量1.5～2：1加入酯化釡中，同时添加PTA重量0.1%～0.3%的酯交换催化剂醋酸镁，在温度165℃～200℃和常压条件下进行酯化反应1～4h，当不再馏出水时酯化反应结束和生成酯化物；

（4）、缩聚反应：将步骤（3）的酯化物转入聚合釡，加入步骤（1）制得的含磷单体预聚液和步骤（2）制得的有机蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的脂肪族聚醚、磷酸三甲酯和抗氧剂，然后加入PTA重量0.2%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯，在温度265℃～270℃、压力小于100Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.6～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；

（5）、固相缩聚：将步骤（4）的缩聚物烘干，在180℃～210℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～20h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种阻燃聚对苯二甲酸丙二醇酯。