[发明专利]一种阻燃剂、阻燃剂的制备方法、阻燃聚酯及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂，该阻燃剂的制备方法，含有该阻燃剂的阻燃聚酯及这种阻燃聚酯的用途。

背景技术

随着人们消防意识的提高，世界各国对阻燃聚酯及纤维的研究和应用开发日益活跃，各种阻燃聚酯及纤维产品不断问世。

聚酯的阻燃改性方法有共混和共聚两种。共聚法是在聚酯生产过程中加入含有两个或两个以上活性官能团并含有一定阻燃元素的化合物做阻燃单体通过共聚合成阻燃改性聚酯的，与共混法相比，由于其产品阻燃性能稳定、持久且可纺性好而成为目前聚酯阻燃改性的主要手段。但是，由于阻燃单体的加入，聚酯的Tg、Tc、Tm、Tp、△Hm、结晶度等都呈线性下降，导致聚酯的物理性能和耐热性能大幅下降，影响其纺丝、假捻、染色等加工效果，使得聚酯切片乃至最终织物的色泽变差、黄变b值上升。

用于聚酯阻燃改性的阻燃剂主要含卤素或含磷，由于卤素属于气相阻燃机理，具有发烟大且易产生卤素气体而腐蚀加工设备的缺点，目前基本都采用含磷阻燃剂。但现有的含磷阻燃共聚酯普遍都存在着热性能或力学性能差，纺丝时纱线配向及强度低，因此有必要进一步研究开发高性能的阻燃聚酯。另外，阻燃聚酯纤维织物大多用于汽车、窗帘等的装饰布，对其色彩风格、色牢度（尤其是日晒牢度）的要求极高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种阻燃剂，该阻燃剂的制备方法，含有该阻燃剂的阻燃聚酯及这种阻燃聚酯的用途。

本发明的技术解决方案是：

一种阻燃剂，该阻燃剂包括如下式1～式5所示化合物中的一种或几种，

                                                                           式1

              式2

        式3

           式4

        式5

式中n、m、s、u、v分别为4以上的整数，优选n、m、s、u、v分别为8～50的整数。所述R₁、R₃、R₅、R₇、R₉分别为碳原子数0～20的亚烷基或碳原子数6～20的芳香基，R₈为碳原子数1～20的亚烷基或碳原子数6～20的芳香基，R₂、R₄、R₆、R₁₀分别为氢基或碳原子数1～20的烷基。

上述阻燃剂的制备方法为分别将如式6～式10所示的阻燃单体和二醇在60～220℃下进行酯化反应，然后再在120～290℃真空条件下进行聚合反应，

           式6

         式7 

                式8

          式9

           式10。

通常的由共聚方法生产阻燃聚酯时使用的都是小分子量的阻燃单体或其酯化液，小分子物的加入会破坏聚酯链的规整性，降低聚酯玻璃化转变温度、熔点等，聚酯的耐热性下降较大。即使使用共混的方法，在螺杆剪切力的作用下，小分子阻燃单体也会和聚酯发生反应。

另外小分子量的阻燃单体或者是小分子量的阻燃单体酯化液的耐热性较差，在220℃以上就开始分解。本发明通过这种将阻燃单体与二醇之间的酯化和聚合反应的方法，得到具有一定分子量的阻燃剂，无论以何种形式将这种阻燃剂添加进入聚酯中，对聚酯链的规整性破坏降低。且具有一定分子量的阻燃剂有着很好的耐热性，分解温度在300℃以上，所以在使用时它的副反应相应大大的减少，得到的阻燃聚酯的熔点、耐热性及色泽等各项性能优于使用小分子阻燃单体或其酯化液得到的阻燃聚酯。在燃烧时，具有一定分子量的阻燃剂它比小分子阻燃单体或酯化液的成碳性高，相应的阻燃聚酯的抗滴落性也好。

上述式1～式5中的n、m、s、u、v分别为4以上的整数，如果阻燃剂的聚合度很小，其与聚酯反应得到的阻燃聚酯的性能与直接使用阻燃单体时相近，阻燃剂及由它得到的阻燃聚酯的耐热性得不到改善；随着阻燃剂聚合度的提高，其耐热性也在不断提高，但是当聚合度过大，如达到120以上时，阻燃剂与聚酯原料的共聚反应性或与聚酯的共混相容性会变差。本发明中优选阻燃剂聚合度n、m、s、u、v分别为8～50时，阻燃剂的耐热性相较通常的阻燃单体得到明显提高，且阻燃剂与聚酯原料的共聚反应性或与聚酯的共混相容性都没有问题，能够得到阻燃性能及耐热性能均优异的阻燃聚酯。