[发明专利]一种阻燃型生物降解聚酯及其制备方法

说明书

本发明属于阻燃聚酯技术领域，尤其涉及一种阻燃型生物降解聚酯及其制备方法。本发明提供的制备方法包括：将二元酸、二元醇、硅醇类阻燃单体和催化剂进行酯化反应，得到第一反应产物；将所述第一反应产物和双环氧基硅烷进行缩聚反应，得到第二反应产物；将所述第二反应产物、含磷型扩链剂和含氮型助扩链剂进行扩链反应，得到阻燃型生物降解聚酯。本发明提供的方法实现了聚酯分子链上同时引入硅、磷、氮元素，硅/磷/氮三种元素的协同作用，使制备的生物降解聚酯材料阻燃性能优异，端羧基浓度低，色值好。本发明还提供了一种阻燃型生物降解聚酯。

技术领域

本发明属于阻燃聚酯技术领域，尤其涉及一种阻燃型生物降解聚酯及其制备方法。

背景技术

随着当前禁塑令、限塑令相关政策出台，人们越来越重视生物降解聚酯的研究和应用，并且开发了多种生物降解聚酯产品。在研究开发过程中，研究者发现生物降解聚酯是极易燃烧的，燃烧时热值很高并且燃烧时有严重地滴落，因此开发具有阻燃可降解聚酯显得尤为重要。例如阻燃生物降解汽车内饰、防尘布、薄膜、包装、纺织等领域得到广泛的应用。

聚酯是由多元酸和多元醇经缩聚反应得到的聚合物的总称。在现有技术中，聚酯的阻燃改性方法有共混和共聚两种方式。共混法是在聚酯材料加工过程中加入或者化合物以物理分散方式存在于基体材料中，从而提高材料的阻燃性，但是共混法所需阻燃剂添加的量较大，一般需要添加20～40％的量才能达到良好阻燃效果，而且添加型阻燃剂通常与基体材料的相容性差，在使用过程中容易析出降低材料的力学性能。

基于共混法阻燃改性聚酯的种种缺点，人们开发了共聚法来改性聚酯的阻燃性能，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元素的化合物做阻燃单体通过共聚合成阻燃改性聚酯，以此种方法得到阻燃聚酯具有阻燃元素不迁移，阻燃性能永久，尺寸稳定性高，氧化稳定性强，力学性能稳定等诸多优点。

用于聚酯阻燃改性的反应型阻燃剂主要含卤素，含磷元素居多，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严重危害环境，并且还容易腐蚀加工设备的特点，目前多采用反应型含磷阻燃剂。因为磷具有强脱水性，在高温燃烧时生成磷酸或聚磷酸，容易形成熔融玻璃质和致密的碳化层覆盖在燃烧物表面，且促进燃烧物表面形成多孔质发泡碳化层，这使基质与氧气和热隔绝。

现有技术报道了一种阻燃嵌段共聚酯的制备方法，按一定比例的酸醇摩尔配比和催化剂先酯化再缩聚制得聚酯预聚物；将所得聚酯预聚物和含磷二醇或者二酸进行共混或熔融共混得到聚对苯二甲酸丙二醇酯含磷共混物，现有技术以磷作为阻燃功能元素，对磷含量需求高，且由于引入较多的侧基链，断裂伸长率降低，熔体强度低，色相差，难以满足实际应用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阻燃型生物降解聚酯及其制备方法，本发明提供的方法制备的阻燃型生物降解聚酯具有较好的阻燃性以及力学性能，同时耐高温、老化速度慢、色相较好。

本发明提供了一种阻燃型生物降解聚酯的制备方法，包括：

将二元酸、二元醇、硅醇类阻燃单体和催化剂进行酯化反应，得到第一反应产物；

将所述第一反应产物和双环氧基硅烷进行缩聚反应，得到第二反应产物；

将所述第二反应产物、含磷型扩链剂和含氮型助扩链剂进行扩链反应；得到阻燃型生物降解聚酯。

优选的，所述二元酸选自脂肪族二元酸和芳香族二元酸中的一种或几种。

优选的，所述脂肪族二元酸选自乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸和苹果酸中的一种；

所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸中的一种。

优选的，所述二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种。