專利名稱：高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于含磷阻燃無規(guī)共聚酯的技術領域。具體來講，本發(fā)明涉及一種高分子 量含磷阻燃無規(guī)共聚酯及其制備方法。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展、科技的進步，人類對材料的需求日益擴大，高分子聚合材料的生 產和應用也得到了飛速的發(fā)展。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)因具有高模量、高強度、高彈 性，良好的保型性和耐熱性等優(yōu)點，被廣泛用于包裝、建筑、汽車、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生等領 域。然而，由于PET屬于可燃性材料，其在燃燒時，不僅熱釋放速率大、熱值高、火焰?zhèn)?播速度快，還有可能釋放出有毒氣體，因而一旦發(fā)生火災，PET被引燃，危害性極大，也會給 人民生命和財產安全帶來巨大的威脅甚至損失。PET的這一特性極大的限制了其在很多需 要阻燃領域的應用，因此，PET的阻燃改性就顯得非常必要。一般來講，高分子聚合材料的阻燃改性通常分為共聚阻燃改性，共混阻燃改性或 阻燃后整理三大類。對于PET來講，共聚阻燃改性是其阻燃的重要方式。它不僅能賦予聚 酯材料優(yōu)異的阻燃性能，而且由于阻燃劑單體是以化學鍵形式與聚合物相連接，故能克服 共混阻燃改性和阻燃后整理后，材料中所含阻燃劑易遷移，阻燃效果不持久的缺點。但是， PET的共聚阻燃改性同樣存在缺點。因第三單體引入聚酯分子鏈后，所獲得的共聚酯的分子 量會有所下降，這無疑會直接影響共聚酯的力學性能，進而影響其使用效果。尤其不能滿足 高強纖維，工程塑料等應用領域需要高分子量的聚酯的要求。雖然通過延長熔融縮聚時間 可以在一定程度上提高材料的分子量，即獲得較高的特性粘數的阻燃共聚酯，但由于常規(guī) 的縮聚是在高溫高壓條件下進行的，因而如果采用延長熔融縮聚時間來提高材料的分子量 的話，必然使之耗能大，加之控制條件較為苛刻，對生產設備要求高，不利于工業(yè)化生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術缺陷，提出一種高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，以 滿足高強纖維，工程塑料等應用領域需要高分子量聚酯的要求。本發(fā)明的第二個目的是提供一種制備上述高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯的方法。為達到第一個發(fā)明目的而提供的高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，該無規(guī)共聚酯結 構通式如下
權利要求
一種高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，該無規(guī)共聚酯結構通式如下式中A為含磷阻燃單體的重復結構單元，m和n為正整數，且該無規(guī)共聚酯的特性黏數為1.2 2.2dL/g，含磷阻燃單體的重復結構單元的含量為該共聚酯重復結構單元總質量的1 30％。FSA00000274158400011.tif
2.根據權利要求1所述的高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，該無規(guī)共聚酯中含磷阻燃單 體的重復結構單元A為以下結構中的至少一種
3.根據權利要求1或2所述的高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，該無規(guī)共聚酯的特性黏 數為 1. 4-2. 2dL/g。
4.一種制備權利要求1 3中任一項所述的高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯的方法，該 方法的工藝步驟和條件如下1)將對苯二甲酸、乙二醇、含磷阻燃單體和催化劑加入反應裝置中，攪拌均勻，然后依 次抽真空，通氮氣置換四次后加壓至0. IMPa，升溫至200 280°C下進行酯化反應，同時壓 力維持在0. 30 0. 40MPa，酯化生成的水接近理論量且體系壓力基本不再變化時，緩慢降 壓至常壓，其中所加的對苯二甲酸與乙二醇的摩爾比為1 1.2 1 2，所加的含磷阻燃 單體占阻燃共聚酯總質量的1 30%，所加的催化劑為阻燃共聚酯總質量的0. 01-0. 1%, 或將對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、含磷阻燃單體和催化劑加入反應裝置中，攪拌均勻，然 后在160 220°C溫度下進行酯交換反應0. 5 6小時，其中對苯二甲酸二甲酯與乙二醇的 摩爾比為1 2 1 3，所加的含磷阻燃單體占阻燃共聚酯總質量的1 30%，所加的催 化劑為阻燃共聚酯總質量的0. 01 0. ；2)將酯化或酯交換反應后的產物，在體系壓力100 600Pa、溫度220 280°C下預縮 聚反應1 3小時之后，繼續(xù)在體系壓力10 200Pa、溫度為280°C下縮聚0. 5 5小時出 料，所得共聚酯預聚物的特性粘數為0. 3 0. 8dL/g ；3)先將所得的共聚酯預聚物造粒成10 10000粒/g大小的顆粒，然后于溫度100 160°C下，結晶預處理0. 5 4h，再將其在10 200Pa的真空狀態(tài)或者惰性氣體流0. 5 5L/[min-(kg PET)]的狀態(tài)下，于溫度160 218°C下進行固相縮聚反應4 36小時即可。
5.根據權利要求4所述的制備高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯的方法，該方法中所用的 含磷阻燃單體為如下結構單體中的至少一種
全文摘要
本發(fā)明公開的高分子量含磷阻燃無規(guī)共聚酯，該無規(guī)共聚酯結構通式如下，式中A為含磷阻燃單體的重復結構單元，m和n為正整數，且該無規(guī)共聚酯的特性黏數為1.2-2.2dL/g，含磷阻燃單體的重復結構單元的含量為該共聚酯重復結構單元總物質量的0.5-25％。本發(fā)明還公開了上述共聚酯的制備方法。由于本發(fā)明采用了反應條件溫和操作簡便的固相聚合方式，因而不僅使獲得的含磷阻燃無規(guī)共聚酯分子量高，力學性能和阻燃性能好，可廣泛用于制造薄膜、瓶類、防火服、帳篷，甚至阻燃高強工業(yè)絲，且還避免了常規(guī)的縮聚方式耗能大，控制條件較為苛刻，對生產設備要求高，不利于工業(yè)化生產的弊病。
文檔編號C08G63/80GK101974148SQ20101028492
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者敬新柯, 李良杰, 汪秀麗, 王玉忠, 趙海波, 陳力, 陳洪兵 申請人:四川大學