CN104861158A - 阻燃性能优异的ptt共聚酯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃性能优异的PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT82%～95%、含磷阻燃剂2%～8%、聚乙二醇2%～5%、纳米蒙脱土1%～5%、全氟磺酸钾0.05%～0.1%、磷酸三甲酯0.1%～0.3%、抗氧剂0.1%～0.3%。本发明的有益效果是，本发明采用含磷阻燃剂和全氟磺酸钾协同改性阻燃效果，同时添加纳米蒙脱土增加热稳定性及成炭性，使本发明具有优异阻燃性能，其阻燃性能可达UL94V-0级、极限氧指数可达35%以上，并且还能防止熔滴滴落效果。

Description

阻燃性能优异的PTT共聚酯

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性能优异的PTT共聚酯。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）同属半芳香族聚酯。PTT由于其分子结构中三个亚甲基形成的“奇碳效应”，而使其具有优良的回弹性，除此之外，PTT纤维还具有良好的耐化学性、抗污性、染色性和低静电性等特性，因此PTT纤维在服装、地毯、家纺等领域的应用日趋广泛。PTT纤维与其它纤维一样属易燃纤维，因此对其进行阻燃改性的研究非常必要，而目前对PTT阻燃改性的研究报道较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃性能优异的PTT共聚酯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：阻燃性能优异的PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 82%～95%、含磷阻燃剂2%～8%、聚乙二醇2%～5%、纳米蒙脱土1%～5%、全氟磺酸钾0.05%～0.1%、磷酸三甲酯0.1%～0.3%、抗氧剂0.1%～0.3%。

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。

所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸（CEPPA）。

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的复合物。

上述的阻燃性能优异的PTT共聚酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）、制备含磷阻燃剂的预聚液：取含磷阻燃剂和一定质量的1，3-丙二醇加入酯化釡进行混合，以制得以1，3-丙二醇为溶剂和含磷阻燃剂质量百分比浓度为20～40wt%的浆液，再加入含磷阻燃剂重量0.1%～0.2%的催化剂醋酸镁，混合均匀，在温度140℃～165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2～6h，再进行过滤，所得滤液即为所述的含磷阻燃剂的预聚液；

（2）、制备纳米蒙脱土分散液：取纳米蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米蒙脱土分散液；

（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锌，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中，加入步骤（1）制得的含磷阻燃剂的预聚液和步骤（2）制得的纳米蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的聚乙二醇、全氟磺酸钾、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200℃～230℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～8h，然后冷却，出料，即制得本发明的阻燃性能优异的PTT共聚酯。

本发明的有益效果是，本发明采用含磷阻燃剂和全氟磺酸钾协同改性阻燃效果，同时添加纳米蒙脱土增加热稳定性及成炭性，使本发明具有优异阻燃性能，其阻燃性能可达UL94 V-0级、极限氧指数可达35%以上，并且还能防止熔滴滴落效果。

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：

一种阻燃性能优异的PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 85%、含磷阻燃剂8%、聚乙二醇3.5%、纳米蒙脱土3%、全氟磺酸钾0.1%、磷酸三甲酯0.2%、抗氧剂0.2%，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸（CEPPA），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的复合物。

制备方法：（1）、制备含磷阻燃剂的预聚液：取含磷阻燃剂和一定质量的1，3-丙二醇加入酯化釡进行混合，以制得以1，3-丙二醇为溶剂和含磷阻燃剂质量百分比浓度为20～40wt%的浆液，再加入含磷阻燃剂重量0.1%～0.2%的催化剂醋酸镁，混合均匀，在温度140℃～165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2～6h，再进行过滤，所得滤液即为所述的含磷阻燃剂的预聚液；（2）、制备纳米蒙脱土分散液：取纳米蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米蒙脱土分散液；（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锌，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中，加入步骤（1）制得的含磷阻燃剂的预聚液和步骤（2）制得的纳米蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的聚乙二醇、全氟磺酸钾、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200℃～230℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～8h，然后冷却，出料，即制得本发明的阻燃性能优异的PTT共聚酯。

实施例2：

一种阻燃性能优异的PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 90%、含磷阻燃剂2%、聚乙二醇2.5%、纳米蒙脱土5%、全氟磺酸钾0.05%、磷酸三甲酯0.15%、抗氧剂0.3%，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸（CEPPA），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的复合物。

制备方法与实施例1相同。

Claims (4)

1.一种阻燃性能优异的PTT共聚酯，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PTT 82%～95%、含磷阻燃剂2%～8%、聚乙二醇2%～5%、纳米蒙脱土1%～5%、全氟磺酸钾0.05%～0.1%、磷酸三甲酯0.1%～0.3%、抗氧剂0.1%～0.3%。

2.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的PTT共聚酯，其特征在于，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸（CEPPA）。

3.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的PTT共聚酯，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的复合物。

4.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的PTT共聚酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、制备含磷阻燃剂的预聚液：取含磷阻燃剂和一定质量的1，3-丙二醇加入酯化釡进行混合，以制得以1，3-丙二醇为溶剂和含磷阻燃剂质量百分比浓度为20～40wt%的浆液，再加入含磷阻燃剂重量0.1%～0.2%的催化剂醋酸镁，混合均匀，在温度140℃～165℃、常压和搅拌的情况下进行酯化反应2～6h，再进行过滤，所得滤液即为所述的含磷阻燃剂的预聚液；

（2）、制备纳米蒙脱土分散液：取纳米蒙脱土与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米蒙脱土分散液；

（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锌，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中，加入步骤（1）制得的含磷阻燃剂的预聚液和步骤（2）制得的纳米蒙脱土分散液，再加入按原料总质量百分比含量的聚乙二醇、全氟磺酸钾、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200℃～230℃、30～100Pa的环境下进行固相缩聚4～8h，然后冷却，出料，即制得本发明的阻燃性能优异的PTT共聚酯。