一种聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料及其制备方法，以质量份数计，包括80‑95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯、2‑5份的气相阻燃剂、2‑5份的凝聚相阻燃剂、5‑10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。其方法包括以下步骤：S1、将原料在75‑85℃下干燥后混匀，得到混合物；S2、将步骤S1中的混合物经过双螺杆挤出机在215‑245℃下进行共混挤出加工，接着经过冷却到室温后依次进行牵引和切粒，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯复合材料。本发明专利技术改性后的聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯材料阻燃性能好，且阻燃剂与基体相容性好，聚对苯二甲酸乙二醇酯‑1,4‑环己烷二甲醇酯材料力学性能好；此外，制备方法简单。

A flame retardant composite of polyethylene terephthalate-1,4-cyclohexanedimethanol and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料及其制备方法
本专利技术属于聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯复合材料领域，具体的涉及一种磷杂菲与聚磷腈双基协效阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(英文简称PETG)是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体进行缩聚的产物，广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场，而聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯容易燃烧，且燃烧时有熔滴现象。而含卤阻燃剂应用到聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯树脂中，主要是多溴联苯化合物，这类有卤阻燃剂在聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯材料种有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。含磷杂菲化合物9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。但是DOPO类阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时，导致聚合物基体或增强材料的机械力学性能下降。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料及其制备方法。本专利技术改性后的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯材料阻燃性能好，且阻燃剂与基体相容性好，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯材料力学性能好；此外，制备方法简单。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供了一种聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，以质量份计，包括80-95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2-5份的气相阻燃剂、2-5份的凝聚相阻燃剂、5-10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。优选地，所述复合材料以质量份计，包括90份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2.5份的气相阻燃剂、2.5份的凝聚相阻燃剂、5份的增容剂和0.5份的抗氧剂。本专利技术配方的有益效果是：由于气相阻燃剂与凝聚相阻燃剂的协效的作用，气相阻燃剂作用以气相阻燃为主，凝聚相阻燃作用较弱。而凝聚相阻燃剂作用以凝聚相作用为主从而弥补了气相阻燃剂，气相阻燃剂、液相阻燃剂和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯的混合，使得它具有更加优异的阻燃性能和优异界面相容性，从而聚合物阻燃材料的机械力学性能不仅没有下降，而且还得到增强。由于加入了增容剂和抗氧剂从而获得更加优异的机械力学性能。解决了
技术介绍
中DOPO类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时其机械力学性能下降的技术问题。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。采用上述进一步方案的有益效果是，反应型磷杂菲具有良好的气相阻燃作用。且带有羟基反应基团能够与聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯配合，形成更好的阻燃效果。进一步，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH)或(DOPS)2-P-PPD-PH)中的任意一种，其中：所述DOPO-HQ、所述DOPS-HQ、所述DOPO-PHBA、所述DOPS-PHBA、所述(DOPO)2-P-PPD-PH)和所述(DOPS)2-P-PPD-PH)的结构式依次如下：进一步，所述的凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其中，所述反应型聚磷腈的结构式如下：进一步，所述增容剂为聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或苯乙烯－丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种。进一步，所述的抗氧剂为双(2，4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。本专利技术材料相对于现有技术的有益效果如下：1、所有的反应型磷杂菲阻燃剂和反应型聚磷腈均带有羟基反应基团，加入了带有环氧活性基团的增容剂，环氧活性基团能够与反应型磷杂菲阻燃剂、反应型聚磷腈和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯基体树脂发生反应，产生交联网络结构，增强反应型磷杂菲阻燃剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯基体树脂之间、反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈之间、反应型聚磷腈与聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯基体树脂之间的界面结构，使反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈对聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯基体树脂的阻燃性能和界面粘结力增强，使阻燃剂的加入不但没有降低机械力学性能，还增加了聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯阻燃复材料的机械力学性能。2、反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈在聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯基体树脂中产生了气相阻燃和凝聚相阻燃的双基协效作用，因此，反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃作用主要以气相阻燃为主。而反应型聚磷腈则为凝聚相阻燃作用为主，将反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈进行协效阻燃，不但具有磷杂菲的气相阻燃作用，而且聚磷腈还增强凝聚相阻燃作用，在燃烧过程过程中，不仅磷杂菲燃烧时产生的不然气体降低了氧含量，磷杂菲燃烧时产生的磷酸促进成炭作用。3、聚磷腈的燃烧过程中材料的成炭能力更强，炭层结构更致密，隔热隔氧能力更强。4、反应型磷杂菲阻燃剂与反应型的聚磷腈还产生了氮磷硫的三元素协效阻燃作用，从而使反应型磷杂菲与聚磷腈产生双基协效阻燃作用和氮磷硫的三元素协同阻燃作用，具有更优异的阻燃性能。本专利技术材料来源广泛，易于获取，使用效果好。本专利技术另一方面提供了上述所述的磷杂菲与聚磷腈双基协效阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂、增容剂和抗氧剂在75-85℃下干燥后混匀，得到混合物；S2、将步骤S1中的混合物经过双螺杆挤出机在215-245℃下进行共混挤出加工，接着经过冷却到室温后依次进行牵引和切粒，得到磷杂菲与聚磷腈双基协效阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯复合材料。本专利技术方法的有益效果是，采用现有的双螺杆挤出机，使用现有挤出工艺进行加工、牵引和切粒。还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料，其特征在于：以质量份数计，包括80-95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2-5份的气相阻燃剂、2-5份的凝聚相阻燃剂、5-10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料，其特征在于：以质量份数计，包括80-95份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2-5份的气相阻燃剂、2-5份的凝聚相阻燃剂、5-10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。


2.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料，其特征在于：所述复合材料以质量份数计，包括90份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2.5份的气相阻燃剂、2.5份的凝聚相阻燃剂、5份的增容剂和0.5份的抗氧剂。


3.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料，其特征在于：所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。


4.根据权利要求3所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯双基协效阻燃复合材料，其特征在于：所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH)或(DOPS)2-P-PPD-PH)中的任意一种，其中：所述DOPO-HQ、所述DOPS-HQ、所述DOPO-PHBA、所述DOPS-PHBA、所述(DOPO)2-P-PPD-PH)和所述(DOPS)2-P-PPD-PH)的结构式依次如下：





5.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，周成立，
申请(专利权)人：康命源贵州科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52