[发明专利]一种耐熔滴无卤阻燃PTT聚酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化合物——聚酯树脂的制备方法，涉及采用多元共聚合与原位聚合相结合的方式制备高分子化合物——聚酯树脂的制备方法，特别涉及一种耐熔滴无卤阻燃PTT聚酯树脂的制备方法。本发明方法制备的阻燃PTT聚酯树脂特别适用作阻燃性能达阻燃Ⅰ级及以上阻燃纤维及纤维制品、94UL V-0级或VTM-0级阻燃塑料制品的原料。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（简称为PTT）与聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称为PET）以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称为PBT)同属半芳香族聚酯，PTT每个链节中有三个亚甲基，大分子之间产生“奇碳效应”，形成螺旋状排列，使得PTT聚酯纤维能够同时克服PET的刚性和PBT的柔性，并兼有PET和PA的优点，如优异的回弹性、易加工性、易染色性以及蓬松性等。除此之外，PTT还具有良好的耐化学性、抗污性和低静电性等特性，因此PTT聚酯在工程塑料、纤维尤其在地毯等领域极具开发和应用价值。

PTT聚酯与其他聚酯一样，属于易燃材料，需进行阻燃处理。作为一种新兴聚酯，目前其阻燃主要以外添加阻燃剂为主。采用外添加阻燃剂方式对材料进行阻燃处理，其阻燃效率高，技术成熟，价格便宜，但阻燃剂添加量大，对材料本身的后期加工影响较大，应用领域有较大局限性，且阻燃剂易析出不能达到永久阻燃的目的。

现有技术中，公开号CN101469059A、名称“一种阻燃共聚改性聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯的制备方法”公开了一种共聚改性的阻燃PTT聚酯，该阻燃PTT聚酯中P含量较低，使用范围为2000～10000ppm，无法再增加阻燃有效含量来提高阻燃等级，只能达到94UL V-1级阻燃水平。

现有含磷共聚阻燃PTT，因磷系阻燃剂其凝聚相阻燃机理为通过熔滴带走热量阻止燃烧，决定了所制备的阻燃共聚酯存在熔融滴落现象，易造成二次燃烧。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中含磷阻燃PTT共聚聚酯不能同时解决耐熔滴性差和阻燃等级不高的问题，提供一种耐熔滴无卤阻燃PTT聚酯树脂的制备方法。采用本发明方法制备的耐熔滴无卤阻燃PTT共聚聚酯产品，能在大幅度提高其阻燃性能的同时很好的解决磷系阻燃聚酯的熔滴现象，使其阻燃级别达到94UL V-0、极限氧指数（LOI）可达35%以上，完全满足阻燃PTT塑料制品、阻燃PTT纤维及纤维制品的要求。

本发明的内容是：一种耐熔滴无卤阻燃PTT聚酯树脂的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、制备阻燃剂的预聚液：

取172～344质量份无卤含磷共聚型阻燃剂、230～840质量份1,3-丙二醇和0.01～0.1质量份催化剂醋酸锌，混合均匀，在温度140～170℃、压力30～90KPa、搅拌下进行酯化反应3～6h，过滤，滤液即制得无卤共聚型阻燃剂的预聚液；

所述的无卤含磷共聚型阻燃剂为具有如下结构通式的化合物：

式中：R为C₁～C₁₅的开链式或环状烷基，R′为芳基、苄基或C₁～C₅的烷基；

b、制备纳米有机蒙脱土分散液：

取1000质量份粉碎过筛后的钠基蒙脱矿石（该矿石原料的生产企业有：浙江丰虹新材料股份有限公司、浙江安吉宇宏粘土化工厂等），置入8000～12000质量份的去离子水中浸润1～2h，再高速搅拌1～2h配置成钠基蒙脱土悬浮液，静置1～2h后，取上层悬浮液置入离心机中，在1200～3000r/min的转速下离心处理15～30min后，弃去下层沉淀物，取上层钠基蒙脱土悬浮液备用；

取100质量份含多元活性羟基的季铵盐有机处理剂、加入到盛有1000～4000质量份钠基蒙脱土悬浮液的容器中，在温度60～80℃下搅拌反应3～4h后，将反应液抽滤，得到白色沉淀物，然后每次用2000～6000质量份的去离子水洗涤白色沉淀物5～10次，制得有机蒙脱土；将制得的有机蒙脱土在温度80～100℃、压力≤5000Pa的条件下干燥3～8小时、粉碎过筛后，即制得纳米有机蒙脱土（该纳米有机蒙脱土是粉碎过筛后晶片厚度为25～70纳米的有机蒙脱土）；

将30质量份纳米有机蒙脱土与100～300质量份1,3-丙二醇混合，并经超声波进行分散，制得纳米有机蒙脱土分散液；

所述的含多元活性羟基的季铵盐有机处理剂为具有如下结构通式的化合物：

式中：R为C₁₂～C₁₈的开链烷基；

c、制备耐熔滴无卤阻燃PTT聚酯树脂：