一种无锑阻燃聚酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无锑阻燃聚酯及其制备方法。通过聚合过程中加入铝化合物，解决了阻燃剂在原位聚合中对钛系催化剂活性的抑制，能够顺利制备无锑阻燃聚酯，具有较好的技术效果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种无锑阻燃聚酯及其制备方法


[0001]本专利技术公开了一种无锑阻燃聚酯及其制备方法，属于聚酯


技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由精对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)聚合而成，具有良好的力学性能、电绝缘性能以及低廉的价格。基于上述性能，PET被广泛应用于纤维、包装材料、薄膜以及工程塑料等领域。然而聚酯及其纤维属易燃材料，其纺织品引发的火灾给人们生命和财产安全带来巨大损失。因此许多国家对此都制定了相关的技术法规和标准，对晚装、地毯、窗帘和床垫等纺织品的阻燃性能提出了要求，并要按照法规中规定的测试方法进行测试，达不到所规定要求的商品将被禁止进口和出售。目前阻燃聚酯的制备方式主要是在聚酯体系中加入阻燃剂，如专利CN104448721A公布了一种有机磷系共混阻燃聚酯切片的制备方法，将聚酯树脂、有机磷系阻燃剂以及其它助剂通过螺杆挤出共混的方式制得，但存在着分散困难、阻燃剂使用量高的问题。通过原位聚合的方式加入阻燃剂尤其是含有反应基团的阻燃剂，能够较好的聚合到聚酯分子链中，具有分散性好、阻燃稳定性优的特点。
[0003]此外，现阶段聚酯的生产主要使用的是锑化合物。锑是重金属，具有一定的毒性，使用过程对人体健康及环境存在一定的损害。因此，需要一种能够代替它的缩聚催化剂。目前作为最有希望取代锑系催化剂的钛系催化剂得到了长足的发展，并在聚酯短纤、长丝以及瓶片等领域实现了应用。然而在应用于阻燃聚酯时，尤其添加的是反应型阻燃剂时，钛系催化剂的活性会受到一定的抑制，从而造成了生产上的不便。
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技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一提供一种无锑阻燃聚酯。
[0005]本专利技术的目的之二是提供一种与目的之一相对应的聚酯的制备方法。
[0006]为实现上述目的之一，本专利技术采用的技术方案为：一种无锑阻燃聚酯，其特征在于以对苯二甲酸、乙二醇、钛系催化剂、阻燃剂以及铝化合物为原料经原位聚合反应得到。
[0007]上述技术方案中，所述的钛系催化剂为钛酸酯和/或钛的螯合物，如钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、乙酰丙酮钛、乳酸钛、柠檬酸钛等。优选乙酰丙酮钛、乳酸钛、柠檬酸钛中的至少一种。
[0008]优选的所述钛化合物用量（以钛元素计），基于理论生成的聚酯的量为5
‑
20 ppm。
[0009]上述技术方案中，所述的阻燃剂为含磷阻燃剂单体，优选CEPPA或DOPO基阻燃剂。优选的所述含磷阻燃剂单体的质量为理论生成的聚酯量的5
‑
15%。
[0010]上述技术方案中，铝化合物为铝的醋酸盐、碳酸盐、烷氧基铝、氢氧化铝或碱式乙酸铝等。优选的用量（按铝元素计）与阻燃剂（按P元素计算）的摩尔比为0.01
‑
0.5:1。
[0011]铝化合物的加入可能是能够参与阻燃剂、钛催化剂三者之间的竞争配位，从而减缓阻燃剂中P对催化剂活性的抑制，当铝含量较低时，减缓作用有限，而当会造成原材料的
浪费。
[0012]上述技术方案中，聚合过程中可进一步加入稳定剂来改善聚酯的色相，所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丙辛酯、磷酸和亚磷酸中的一种以上。
[0013]为实现上述目的之二，本专利技术采用的技术方案为：一种无锑阻燃聚酯的制备方法，具体步骤如下：（1）将PTA、EG、钛系催化剂、稳定剂按照一定的比列混合后，在氮气氛、温度200
‑
260℃及压力为常压到400 kPa条件下进行酯化反应，时间为60
‑
180min；（2）将铝化合物与阻燃剂按照一定的用量加入到步骤1）所得酯化物中，搅拌均匀后进行缩聚反应，温度为260
‑
290℃，压力小于150 Pa。
[0014]上述技术方案中，所述步骤（1）中，PTA与EG的摩尔比为1:1.1
‑
2.0, 钛系催化剂（以钛元素计），基于聚酯的理论生成量，用量为5
‑
20 ppm。
[0015]上述技术方案中，所述阻燃剂的用量为理论生成的聚酯量的5
‑
15%。铝化合物（按铝元素计）与阻燃剂（按P元素计算）的摩尔比为0.01
‑
0.5:1。
[0016]其中，铝化合物的加入可能是能够参与阻燃剂、钛催化剂三者之间的竞争配位，从而减缓阻燃剂中P对催化剂活性的抑制，当铝含量较低时，减缓作用有限，而当会造成原材料的浪费。
[0017]在本专利技术中，聚酯的特性黏度、色相等通过以下方法测试：(1) 特性黏度：苯酚
‑
四氯乙烷混和液作溶剂，25℃的温度下用乌氏黏度计测定。
[0018](2) 色相：采用Hunter lab公司的agera色差计测定其Hunter L值（亮度）、a值（红
‑
绿的色相）和b值（黄
‑
蓝的色相）。
[0019]下面通过实施例对本专利技术作进一步阐述。
具体实施方式
[0020]【实施例1】在2L聚合反应釜中加入500 g对苯二甲酸、250 g 乙二醇，钛酸四丁酯10 ppm（以钛元素计，基于聚酯的理论生成量）以及磷酸三苯酯5 ppm（以P元素计，基于聚酯的理论生成量）加入到聚合釜中，进行酯化反应，酯化温度为200
‑
260℃，酯化压力为0.3MPa，待酯化出水达到理论出水量的95%时，结束酯化。将反应压力降至常压，加入CEPPA，加入量相当于聚酯理论质量的10wt％。进一步加入异丙醇铝，加入量（以铝元素计）与CEPPA中的P的摩尔比为0.1:1。搅拌10分钟后，抽真空减压至体系压力低于150 Pa,同时将温度升至280 ℃，120min后停止反应，产物经挤出造粒，得到无锑阻燃聚酯切片。
[0021]相关测试结果列于表1。
[0022]【实施例2】在2L聚合反应釜中加入500 g对苯二甲酸、250 g 乙二醇，钛酸四丁酯10 ppm（以钛元素计，基于聚酯的理论生成量）以及磷酸三苯酯5 ppm（以P元素计，基于聚酯的理论生成量）加入到聚合釜中，进行酯化反应，酯化温度为200
‑
260℃，酯化压力为0.3MPa，待酯化出水达到理论出水量的95%时，结束酯化。将反应压力降至常压，加入CEPPA，加入量相当于聚酯理论质量的10wt％。进一步加入异丙醇铝，加入量（以铝元素计）与CEPPA中的P的摩尔
比为0.3:1。搅拌10分钟后，抽真空减压至体系压力低于150 Pa,同时将温度升至280 ℃，120min后停止反应，产物经挤出造粒，得到无锑阻燃聚酯切片。
[0023]相关测试结果列于表1。
[0024]【实施例3】在2L聚合反应釜中加入500 g对苯二甲酸、250 g 乙二醇，钛酸四丁酯10 ppm（以钛元素计，基于聚酯的理论生成量）以及磷酸三苯酯5 ppm（以P元素计，基于聚酯的理论生成量）加入到聚合釜中，进行酯化反应，酯化温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无锑阻燃聚酯，其特征在于，以对苯二甲酸、乙二醇、钛系催化剂、阻燃剂以及铝化合物为原料经原位聚合反应得到。2.根据权利要求1所述的无锑阻燃聚酯，其特征在于，所述钛系催化剂为钛酸酯和/或钛的螯合物，所述钛化合物用量（以钛元素计），基于理论生成聚酯量为5
‑
20 ppm。3.根据权利要求1所述的无锑阻燃聚酯，其特征在于，所述阻燃剂为含磷阻燃剂单体，优所述含磷阻燃剂单体质量为理论生成聚酯量的5
‑
15%。4.根据权利要求1所述的无锑阻燃聚酯，其特征在于，铝化合物为铝的醋酸盐、铝的碳酸盐、烷氧基铝、氢氧化铝或碱式乙酸铝，铝化合物用量（按铝元素计）与阻燃剂（按P元素计算）的摩尔比为0.01
‑
0.5:1。5.根据权利要求1所述的无锑阻燃聚酯，其特征在于，所述原位聚合过程中进一步加入稳定剂。6.根据权利要求5所述的无锑阻燃聚酯，其特征在于，所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丙辛酯、磷酸和亚磷酸中的一种或多种。7.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾传奇，丁映华，
申请(专利权)人：陕西迪利然科技有限公司，
类型：发明
国别省市：