CN104861159A - 一种阻燃ptt聚酯树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征是包括（1）、制备含磷阻燃剂的预聚液；（2）、制备纳米阻燃剂分散液；（3）、酯化反应；（4）、缩聚反应的步骤，并经水冷却、切粒后，即制得一种阻燃PTT聚酯树脂。本发明的有益效果是，本发明通过采用含磷阻燃剂和纳米阻燃剂的协同改性和原位聚合制得的PTT聚酯树脂，不仅具有优异阻燃性能，而且还具有良好的力学性能、热性能及电性能等，同时本发明的制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强，便于推广应用。
Description
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PTT聚酯树脂的制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是一种性能优异的新型聚酯，由于大分子链上存在的三个亚甲基而导致的区别于PET和PBT的“奇碳效应”，使得PTT聚酯能够同时克服PET的刚性和PBT的柔性，并兼有PET和PA的优点。因此，PTT聚酯在纺织、地毯、工程塑料及薄膜等领域极具开发和应用价值。但PTT聚酯与其他聚酯一样，属于易燃材料，需进行阻燃处理。目前对PTT阻燃改性主要以外添加阻燃剂为主，采用外添加阻燃剂方式存在阻燃剂添加量大，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效果好、操作简易方便和成本低的阻燃PTT聚酯树脂的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，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%的催化剂醋酸锌，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸；
（2）、制备纳米阻燃剂分散液：取纳米阻燃剂与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米阻燃剂分散液，所述纳米阻燃剂为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在5nm～100nm的氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、蒙脱土中的一种；
（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）制得的纳米阻燃剂分散液，再加入聚乙二醇、稳定剂和抗氧剂，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，反应结束后经水冷却、切粒，即制得一种阻燃PTT聚酯树脂。
步骤（4）所述含磷阻燃剂的预聚液的用量为步骤（3）所得酯化物的60～95wt%。
步骤（4）所述纳米阻燃剂分散液的用量为步骤（3）所得酯化物的20～50wt%。
步骤（4）所述聚乙二醇的用量为步骤（3）所得酯化物的0.1～0.5wt%。
步骤（4）所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01～0.05wt%。
步骤（4）所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01～0.05wt%。
本发明的有益效果是，本发明通过采用含磷阻燃剂和纳米阻燃剂的协同改性和原位聚合制得的PTT聚酯树脂，不仅具有优异阻燃性能，而且还具有良好的力学性能、热性能及电性能等，同时本发明的制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强，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PTT聚酯树脂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（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%的催化剂醋酸锌，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基烷基膦酸；（2）、制备纳米阻燃剂分散液：取纳米阻燃剂与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米阻燃剂分散液，所述纳米阻燃剂为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在5nm～100nm的氢氧化镁；（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）制得的纳米阻燃剂分散液，再加入聚乙二醇、稳定剂和抗氧剂，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，反应结束后经水冷却、切粒，即制得一种阻燃PTT聚酯树脂。其中，步骤（4）所述含磷阻燃剂的预聚液的用量为步骤（3）所得酯化物的80wt%，步骤（4）所述纳米阻燃剂分散液的用量为步骤（3）所得酯化物的20wt%，步骤（4）所述聚乙二醇的用量为步骤（3）所得酯化物的0.5wt%，步骤（4）所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.05wt%，步骤（4）所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01wt%。
实施例2：
一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（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%的催化剂醋酸锌，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸；（2）、制备纳米阻燃剂分散液：取纳米阻燃剂与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米阻燃剂分散液，所述纳米阻燃剂为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在5nm～100nm的蒙脱土；（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）制得的纳米阻燃剂分散液，再加入聚乙二醇、稳定剂和抗氧剂，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，反应结束后经水冷却、切粒，即制得一种阻燃PTT聚酯树脂。其中，步骤（4）所述含磷阻燃剂的预聚液的用量为步骤（3）所得酯化物的60wt%，步骤（4）所述纳米阻燃剂分散液的用量为步骤（3）所得酯化物的20wt%，步骤（4）所述聚乙二醇的用量为步骤（3）所得酯化物的0.5wt%，步骤（4）所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01wt%，步骤（4）所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01wt%。
Claims (6)
1.一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，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%的催化剂醋酸锌，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，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸；
（2）、制备纳米阻燃剂分散液：取纳米阻燃剂与1，3-丙二醇按质量3：10～30进行混合，并经超声波进行分散，即得到所述的纳米阻燃剂分散液，所述纳米阻燃剂为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在5nm～100nm的氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、蒙脱土中的一种；
（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）制得的纳米阻燃剂分散液，再加入聚乙二醇、稳定剂和抗氧剂，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，反应结束后经水冷却、切粒，即制得一种阻燃PTT聚酯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述含磷阻燃剂的预聚液的用量为步骤（3）所得酯化物的60～95wt%。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述纳米阻燃剂分散液的用量为步骤（3）所得酯化物的20～50wt%。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述聚乙二醇的用量为步骤（3）所得酯化物的0.1～0.5wt%。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01～0.05wt%。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂用量为步骤（3）所得酯化物的0.01～0.05wt%。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112430381A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-02 | 西北师范大学 | 一种本征型有机-无机抑烟阻燃环氧树脂复合材料的制备方法 |
| CN113736074A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-03 | 万凯新材料股份有限公司 | 阻燃抗菌pet共聚酯的生产方法 |
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| CN112430381B (zh) * | 2020-11-30 | 2023-01-10 | 西北师范大学 | 一种本征型有机-无机抑烟阻燃环氧树脂复合材料的制备方法 |
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Application publication date: 20150826 |