一种含磷阻燃改性PTT共聚酯及其制备方法

一种含磷阻燃改性PTT共聚酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种含磷阻燃改性PTT共聚酯及其制备方法。

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含磷阻燃改性PTT共聚酯及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含磷阻燃改性PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 80%～90%、2-羧乙基苯基次膦酸5%～10%、聚环氧丙烷2%～6%、PTFE 0.1%～1%、稳定剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%。

所述PTT是通过对苯二甲酸和1，3-丙二醇制得的特性黏度为0.8～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述聚环氧丙烷的数均分子量为600～5000。

所述PTFE为粒径在0.5～100nm之间的纳米聚四氟乙烯。

所述稳定剂为磷酸三甲酯或磷酸三苯酯。

所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯。

上述的一种含磷阻燃改性PTT共聚酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）、以1，3-丙二醇为溶剂，将2-羧乙基苯基次膦酸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，得到含磷阻燃剂单体的预聚液；

（2）、取对苯二甲酸与1，3-丙二醇按质量1：1～2加入聚合釡中，同时添加对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的酯交换催化剂醋酸锑，在温度200℃～255℃、压力0.1～0.4MPa下进行酯化反应1～4h；

（3）、待酯交换率达到98%以上时，再加入对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯和步骤（1）制得的含磷阻燃剂单体的预聚液，同时按聚酯总质量百分比含量加入所述的聚环氧丙烷、PTFE、稳定剂和抗氧剂，在温度250℃～275℃、压力小于80Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.8～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；

（4）、将步骤（3）的缩聚物烘干，于180℃～210℃、100～20Pa的环境下固相缩聚3～15h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种含磷阻燃改性PTT共聚酯。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明具有优异的阻燃抗熔滴性能和可纺性能，其极限氧指数（LOI）可达32%以上，阻燃级别可达UL94 V-0级，因而可作为生产阻燃PTT纤维及纤维制品、阻燃PTT塑料制品的原料；而且本发明提供的制备工艺简便，具有易操作和实用性强等优点。

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：

一种含磷阻燃改性PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 90%、2-羧乙基苯基次膦酸5%、聚环氧丙烷4%、PTFE 0.5%、磷酸三甲酯0.3%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯0.2%，其中，所述PTT是通过对苯二甲酸和1，3-丙二醇制得的特性黏度为0.8～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述聚环氧丙烷的数均分子量为600～5000；所述PTFE为粒径在0.5～100nm之间的纳米聚四氟乙烯。

制备方法：（1）、以1，3-丙二醇为溶剂，将2-羧乙基苯基次膦酸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，得到含磷阻燃剂单体的预聚液；（2）、取对苯二甲酸与1，3-丙二醇按质量1：1～2加入聚合釡中，同时添加对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的酯交换催化剂醋酸锑，在温度200℃～255℃、压力0.1～0.4MPa下进行酯化反应1～4h；（3）、待酯交换率达到98%以上时，再加入对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯和步骤（1）制得的含磷阻燃剂单体的预聚液，同时按聚酯总质量百分比含量加入所述的聚环氧丙烷、PTFE、磷酸三甲酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯，在温度250℃～275℃、压力小于80Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.8～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；（4）、将步骤（3）的缩聚物烘干，于180℃～210℃、100～20Pa的环境下固相缩聚3～15h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种含磷阻燃改性PTT共聚酯。

实施例2：

一种含磷阻燃改性PTT共聚酯，其组分按质量百分数配比为：PTT 82%、2-羧乙基苯基次膦酸10%、聚环氧丙烷6%、PTFE 1%、磷酸三苯酯0.5%、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯0.5%，其中，所述PTT是通过对苯二甲酸和1，3-丙二醇制得的特性黏度为0.8～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯；所述聚环氧丙烷的数均分子量为600～5000；所述PTFE为粒径在0.5～100nm之间的纳米聚四氟乙烯。

制备方法：（1）、以1，3-丙二醇为溶剂，将2-羧乙基苯基次膦酸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，得到含磷阻燃剂单体的预聚液；（2）、取对苯二甲酸与1，3-丙二醇按质量1：1～2加入聚合釡中，同时添加对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的酯交换催化剂醋酸锑，在温度200℃～255℃、压力0.1～0.4MPa下进行酯化反应1～4h；（3）、待酯交换率达到98%以上时，再加入对苯二甲酸重量0.1%～0.5%的缩聚催化剂钛酸四丁酯和步骤（1）制得的含磷阻燃剂单体的预聚液，同时按聚酯总质量百分比含量加入所述的聚环氧丙烷、PTFE、磷酸三苯酯、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]酯，在温度250℃～275℃、压力小于80Pa下进行缩聚反应2～4h，当产物的特性粘度达到0.8～0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；（4）、将步骤（3）的缩聚物烘干，于180℃～210℃、100～20Pa的环境下固相缩聚3～15h，然后冷却，出料，即制得本发明的一种含磷阻燃改性PTT共聚酯。