一种环状磷硼阻燃剂及阻燃抑烟聚酯薄膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环状磷硼阻燃剂及阻燃抑烟聚酯薄膜的制备方法，环状磷硼阻燃剂的化学结构式为式中，n＝1～2，m＝1～2，n+m＝2～3；其制备方法为：环状磷酸酯醇与环状硼酸酯一酰氯通过亲核取代反应制得环状磷硼阻燃剂；环状磷酸酯醇是采用环状磷酸酯一酰氯与乙二醇反应制得，环状磷酸酯一酰氯是采用三氯化磷和2

【技术实现步骤摘要】
一种环状磷硼阻燃剂及阻燃抑烟聚酯薄膜的制备方法


[0001]本专利技术属于聚脂薄膜
，涉及一种环状磷硼阻燃剂及阻燃抑烟聚酯薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯材料具有价格低廉、物理性能和可加工性能优异等特点，广泛应用于纺织服装、装饰及包装材料等领域。但聚酯材料易燃，且燃烧过程中融滴现象严重，且发烟量大(尤其是再生聚酯)，极大限制了聚酯材料的应用。环状磷酸酯阻燃剂具有无卤、与材料相容性好、阻燃效果持久等特点，在高分子材料中起阻燃和增塑等作用，具有很好的发展前景。目前报道的环状磷酸酯阻燃剂种类较多，其中美国Mobil公司开发的Antiblaze 19产品(也称Amgard CU)，以及国内的FRC
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1产品阻燃效果较好，可有效抑制聚酯的熔融和滴落现象。但环状磷酸酯阻燃剂存在发烟量大、毒性偏大等缺点，仍具有较大的火灾危害性，因而其应用受到了一定的限制。近年来，随着人们环保意识和安全意识的增强，含硼阻燃剂以其无毒、抑烟等优点受到了广泛关注。中国专利技术专利CN 103046336 A公开了一种磷硼复合阻燃剂，先采用三氯氧磷、季戊四醇在乙腈中于80℃反应7h合成螺环磷酸酯二酰氯，将硼酸与甘油在130℃反应3h合成硼酸双甘酯，然后将螺环磷酸酯二酰氯与硼酸双甘酯于150～180℃反应12～14h，合成族裔中产物磷硼复合阻燃剂，该报道合成所采用条件苛刻，反应温度高，反应时间长，反应产率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种环状磷硼阻燃剂及阻燃抑烟聚酯薄膜的制备方法。本专利技术以三氯化硼、三氯化磷、2
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甲基
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1,3
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丙二醇和乙二醇为原料通过反应制得环状磷硼阻燃剂，并将其用于制备阻燃抑烟聚酯薄膜，环状磷硼阻燃剂与聚酯的相容性好，可产生较好的结合，阻燃效率高。该方法制得的聚酯薄膜阻燃效果优异，无熔滴产生，且烟雾释放较低，耐水洗性能好，具有重要的实际应用价值。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种环状磷硼阻燃剂，具有如下所示的化学结构；
[0006][0007]式中，n＝1～2，m＝1～2，n+m＝2～3。
[0008]具体地，环状磷硼阻燃剂为如下化学结构中的一种：
[0009][0010]环状磷硼阻燃剂中的环状结构为六元环结构，环状磷硼阻燃剂中六元环结构为2～3个，含磷六元环和含硼六元环均至少一个，硼和磷均与氧原子相连形成O
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B
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O和O
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P
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O结构，环状磷硼阻燃剂分子链段具有较好的线性。
[0011]本专利技术还提供一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，环状磷酸酯醇与环状硼酸酯一酰氯通过亲核取代反应制得环状磷硼阻燃剂；
[0012]环状磷酸酯醇是采用环状磷酸酯一酰氯与乙二醇反应制得，环状磷酸酯一酰氯是采用三氯化磷和2
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甲基
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丙二醇通过亲核取代反应制得；
[0013]环状硼酸酯一酰氯是采用三氯化硼和2
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甲基
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丙二醇通过亲核取代反应制得。
[0014]作为优选的技术方案：
[0015]如上所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，环状磷酸酯醇与环状硼酸酯一酰氯亲核取代反应温度为30～35℃，时间为1～3h；
[0016]环状硼酸酯一酰氯与环状磷酸酯醇的摩尔比为1:1～1.2。
[0017]如上所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，环状磷酸酯一酰氯与乙二醇反应的温度为25～30℃，时间为2～3h；
[0018]环状磷酸酯一酰氯与乙二醇的摩尔比为1:1～1.3，乙二醇稍微过量，保证剩余活泼氯全部参与反应。
[0019]如上所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，三氯化磷和2
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甲基
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丙二醇亲核取代反应温度为20～25℃，时间为2～4h；
[0020]三氯化磷与2
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甲基
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丙二醇的摩尔比为1:1～1.1，2
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甲基
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丙二醇稍微过量，保证三氯化磷分子中的两个活泼氯与2
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甲基
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丙二醇的两个羟基反应生成环状磷酸酯结构。
[0021]如上所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，三氯化硼与2
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甲基
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丙二醇亲核取代反应温度为25～35℃，时间为3～4h；
[0022]三氯化硼与2
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甲基
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丙二醇的摩尔比为1:1～1.25，亲核取代反应温度不宜过高，否则会导致三氯化硼挥发，不利于亲核取代反应。
[0023]上述所有反应均采用三氯甲烷作为溶剂，反应结束后通过减压蒸馏进行提纯。
[0024]本专利技术还提供采用如上所述的一种环状磷硼阻燃剂制备阻燃抑烟聚酯薄膜的方
法，将环状磷硼阻燃剂和聚酯母粒混合均匀后投入到双螺杆挤出机中熔融共混后挤出得到阻燃聚酯母粒，再将阻燃母粒投入模具中铸片，经拉伸、热定型、冷却后得到阻燃抑烟聚酯薄膜。
[0025]作为优选的技术方案：
[0026]如上所述的一种环状磷硼阻燃剂制备阻燃抑烟聚酯薄膜的方法，具体步骤如下：
[0027](1)将环状磷硼阻燃剂与聚酯母粒分别进行干燥除水，再将环状磷硼阻燃剂与聚酯母粒混合，投入到双螺杆挤出机中进行熔融共混；
[0028](2)将熔融共混的熔体挤出并冷却，然后进行切粒得到阻燃聚酯母粒；
[0029](3)将阻燃聚酯母粒引入模具中铸片，经拉伸、热定型、冷却后得到阻燃抑烟聚酯薄膜。
[0030]如上所述的方法，聚酯母粒为原生聚酯色母粒或再生聚酯色母粒。
[0031]如上所述的方法，聚酯母粒的干燥温度为140～160℃，时间为2～4h；环状磷硼阻燃剂的干燥温度为70～90℃，干燥时间为5～7h，保证聚酯母粒和环状磷硼阻燃剂的最终水分低于250ppm。
[0032]如上所述的方法，双螺杆挤出机的加工温度为240～280℃，加工温度过低，无法将阻燃剂和聚酯母粒混合均，不利于造粒，温度过高则会造成能源浪费，本专利技术提供过的温度范围内可顺利地制备均匀的阻燃聚酯母粒。
[0033]如上所述的方法，拉伸温度为100～140℃，热定型温度为200～250℃。
[0034]如上所述的方法，以环状磷硼阻燃剂与聚酯母粒的总质量为基准，环状磷硼阻燃剂的用量为5～10％。
[0035]如上所述的方法，阻燃抑烟聚酯薄膜的厚度为10～200μm。
[0036]如上所述的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环状磷硼阻燃剂，其特征在于：具有如下所示的化学结构；式中，n＝1～2，m＝1～2，n+m＝2～3。2.一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，其特征在于：环状磷酸酯醇与环状硼酸酯一酰氯通过亲核取代反应制得环状磷硼阻燃剂；环状磷酸酯醇是采用环状磷酸酯一酰氯与乙二醇反应制得，环状磷酸酯一酰氯是采用三氯化磷和2
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丙二醇通过亲核取代反应制得；环状硼酸酯一酰氯是采用三氯化硼和2
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丙二醇通过亲核取代反应制得。3.根据权利要求2所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，其特征在于，环状磷酸酯醇与环状硼酸酯一酰氯亲核取代反应温度为30～35℃，时间为1～3h；环状硼酸酯一酰氯与环状磷酸酯醇的摩尔比为1:1～1.2。4.根据权利要求2所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，其特征在于，环状磷酸酯一酰氯与乙二醇反应的温度为25～30℃，时间为2～3h；环状磷酸酯一酰氯与乙二醇的摩尔比为1:1～1.3。5.根据权利要求2所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，其特征在于，三氯化磷和2
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丙二醇亲核取代反应温度为20～25℃，时间为2～4h；三氯化磷与2
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丙二醇的摩尔比为1:1～1.1。6.根据权利要求2所述的一种环状磷硼阻燃剂的制备方法，其特征在于，三氯化硼与2
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丙二醇亲核取代反应温度为25～35℃，时间为3～4h；三氯化硼与2
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【专利技术属性】
技术研发人员：程献伟，王山水，关晋平，汤方明，邵义伟，魏存宏，张元华，寇婉婷，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：