一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法，由苯二甲酸二甲酯200份、聚醚或聚酯多元醇50

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成领域，具体是一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]热塑性聚酯弹性体(简称TPEE)是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段(结晶相)和脂肪族聚酯或聚醚(非晶相)软段的线型嵌段共聚物，TPEE的邵氏硬度为20D
‑
75D，可通过调节软硬段比例使其弹性和强度处于橡胶和塑料之间。它具有机械强度高、弹性好、抗冲击、耐蠕变、耐寒、耐弯曲疲劳性、耐油、耐化学腐蚀性和溶剂侵蚀等优点，具有良好的加工性，并可填充、增强及合金化改性，在高铁、汽车零部件、液压软管、光纤光缆、纺织、电缆电线、电子电器、工业制品、生活家具、文体用品、生物材料等领域得到了广泛的应用。但TPEE极限氧指数(LOI)只有20％左右，易点燃且燃烧迅速,从而限制了其应用范围。因此,对TPEE进行阻燃改性，提高阻燃性能有着重要意义。
[0003]反应型阻燃剂作为一种单体参加聚合反应，使聚合物本身含有阻燃成分，相对于添加型阻燃剂其优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久，是今后作为重点研究方向。卤系阻燃剂可以显著提高材料的阻燃性，但使用过程中也发现了很多致命问题：当卤系阻燃剂产品中添加氧化锑作协效剂时，阻燃材料放出的烟雾更多；由于含有卤素，所以燃烧释放出很多毒性大、腐蚀性大的卤化氢气体，严重危害到人类生存健康和环境，不完全燃烧时生成很多炭粒，释放出大量烟雾，妨碍救灾和人员疏散。
[0004]目前，对阻燃性热塑性聚酯弹性体的研究往往顾此失彼，阻燃性达到要求，会导致力学性能损失较大、熔指上升较大导致加工性能变差。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，获得一种综合性能优良的TPEE复合材料，可适用于不同的应用场景。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术公开了一方面公开了一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其由苯二甲酸二甲酯200份、聚醚或聚酯多元醇50
‑
70份、反应型含磷阻燃剂6
‑
15份、二元醇159
‑
185份、扩链剂5
‑
7份、催化剂3份、抗氧剂6份和其他助剂2
‑
3份按照重量份制备而成。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：所述反应型含磷阻燃剂为2
‑
羧乙基苯基次膦酸、羟甲基苯基次膦酸、[(6
‑
氧(6H)
‑
二苯并
‑
(c,e)
‑
(1,2)
‑
氧磷杂己环
‑6‑
酮)甲基]‑
丁二酸、双(对羧苯基)苯基氧化膦、苯基二羟苯基苯基氧化膦、正丁基双(羟丙基)氧化磷、三羟丙基氧化膦中的至少一种。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：所述扩链剂为丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、双季戊四醇、三(2
‑
羟乙基)异氰尿酸酯中的至少一种。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述催化剂为含钛锡或锑元素的化合物。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述抗氧剂为季戊四醇类十二硫代丙酯、4.4
‑
双(α,α
‑
二甲基苄基)二苯胺、双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯、四(Β
‑
(3,5
‑
二叔丁基4
‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述二元醇为乙二醇、1,4
‑
丁二醇，1,3
‑
丙二醇，1,6
‑
己二醇中的至少一种。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述聚醚或聚酯多元醇分子量为500
‑
5000。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述其他助剂包括加工助剂和抗黄变剂；其中：
[0015]所述加工助剂为含硅化合物、含氮化合物中的至少一种，该加工助剂使得在后续加工中材料的表面光洁，产品更加耐磨；所述抗黄变剂为烷基硫酸盐、亚磷酸酯、胺基尿等中的至少一种。
[0016]本专利技术另一方面公开了如上述的一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1：按重量份称取对苯二甲酸二甲酯、二元醇、抗氧剂、催化剂、其他助剂加入到聚合釜中混合均匀，即得第一混合料；在氮气保护条件下进行第一次酯交换反应，反应温度为170
‑
210℃，反应时间为30
‑
90min；
[0018]S2：在120℃条件下，将反应型含磷阻燃剂溶于二元醇，配置成浓度20％的阻燃配置液；该步骤将反应型含磷阻燃剂进行活化处理，使得阻燃剂热稳定性和水解稳定性都大大提高，相应嵌段反应活性提高。
[0019]S3：当步骤S1中第一次酯交换反应生成的甲醇物质的量达到对苯二甲酸二甲酯物质的量的150％以上时，将阻燃配置液与第一混合料混合均匀，在氮气保护下进行第二次酯交换反应，反应时间30min，即得第二混合料；
[0020]S4：按照重量份称取聚醚或聚酯多元醇、扩链剂加入第二混合料中，在210
‑
240℃、真空条件下进行预缩聚反应，反应时间为30
‑
60min，得到第三混合料；
[0021]S5：将所述第三混合料置于230
‑
270℃、真空、压强小于200Pa条件下进行终缩聚反应，反应时间为60
‑
120min，得到无卤阻燃热塑性聚酯弹性体。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023](1)在120℃将阻燃剂与二元醇进行预混合，对反应型阻燃剂活化处理，使得阻燃剂热稳定性和水解稳定性都大大提高，相应嵌段反应活性提高。以含钛锡或锑元素的化合物作为催化剂加入，提高了酯交换反应、缩聚反应的反应活性。
[0024](2)在预缩聚阶段加入扩链剂：由于扩链剂的羟基活性远大于阻燃剂羟基活性，使得扩链剂一端与阻燃剂基团反应，形成阻燃性较高的活性反应基团，从而更易把阻燃剂反应基团接入到主链中，聚合速度大为提高，最终与正常的热塑性聚酯弹性体反应速度(指不加阻燃剂时的聚合速度)相一致。
[0025](3)通过对聚醚或聚酯多元醇、阻燃剂、扩链剂分步加入，能保证在共聚过程中嵌段更加明显，从而使弹性体的优越性能得到了保持。具体来说：首先进行酯交换形成PBT硬段；然后加入阻燃剂与硬段相接，使阻燃剂充分的嵌段其中；然后加入聚醚和扩链剂，可以使软段与硬段和阻燃剂进行嵌段反应，从而保证在整个共聚过程中嵌段更加明显。
[0026](4)在第一次酯交换反应加入的二元醇参与酯交换反应，再将反应型含磷阻燃剂<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，其由苯二甲酸二甲酯200份、聚醚或聚酯多元醇50
‑
70份、反应型含磷阻燃剂6
‑
15份、二元醇159
‑
185份、扩链剂5
‑
7份、催化剂3份、抗氧剂6份和其他助剂2
‑
3份按照重量份制备而成。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述反应型含磷阻燃剂为2
‑
羧乙基苯基次膦酸、羟甲基苯基次膦酸、[(6
‑
氧(6H)
‑
二苯并
‑
(c,e)
‑
(1,2)
‑
氧磷杂己环
‑6‑
酮)甲基]
‑
丁二酸、双(对羧苯基)苯基氧化膦、苯基二羟苯基苯基氧化膦、正丁基双(羟丙基)氧化磷、三羟丙基氧化膦中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述扩链剂为丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、双季戊四醇、三(2
‑
羟乙基)异氰尿酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述催化剂为含钛锡或锑元素的化合物。5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热塑性聚酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂为季戊四醇类十二硫代丙酯、4.4
‑
双(α,α
‑
二甲基苄基)二苯胺、双(2,4
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二叔丁基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯、四(Β
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(3,5
‑
二叔丁基4
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羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓东，孙刚伟，
申请(专利权)人：会通新材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：