[发明专利]一种阳离子可染性阻燃聚酯及其制备方法

权利要求书

1.一种阳离子可染性阻燃聚酯，由芳香族二元羧酸酯、亚烷基二醇和含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物在磷系阻燃剂、催化剂和助剂条件下反应而得到，其特征在于：所述磷系阻燃剂为如式1所示的反应型磷系阻燃剂A，聚酯中磷元素含量相对于聚酯总量为2000ppm～20000ppm；酯交换过程中使用碱金属化合物为催化剂，且聚酯中所含碱金属元素与磷元素含量的摩尔比为0.001～0.449；所述助剂包含调色剂醋酸钴，聚酯中所含钴元素与磷元素的摩尔比为0.0005～0.05；

式1

式1中的R₁为碳原子数为6～9的芳基；R₂、R₄分别为氢原子或碳原子数为2～6的羟基亚烷基，但不能同时为氢原子；R₃为碳原子数为1～6的亚烷基。

2.根据权利要求1所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述反应型磷系阻燃剂A由式2所示的磷化合物B与亚烷基二元醇进行酯化反应而得；

式2

式2中的R₁为碳原子数为6～9的芳基；R₃为碳原子数为1～6的亚烷基。

3.根据权利要求2所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述磷化合物B与亚烷基二醇酯化反应的酯化率为85％以上。

4.根据权利要求1、2或3所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述的含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物的结构式如式3所示，

式3

其中，R₅、R₆分别为氢原子或碳原子数为1～15的开链或环状烷基，M为碱金属钠、锂或钾；聚酯中硫元素的含量相对于聚酯总量为0.01～0.5wt％。

5.根据权利要求1、2或3所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述的催化剂为锑或者钛催化剂；所述锑催化剂为三氧化二锑、五氧化二锑或醋酸锑中的至少一种，聚酯中锑元素的含量相对于聚酯总量为100～1000ppm；所述钛催化剂中的钛化合物如下式4所示：

R₇0-[Ti(OR₈)(OR₉)-O-]_m-R₁₀    式4

其中R₇、R₈、R₉和R₁₀分别为碳原子数为2～10的烷基或苯基，可以相同也可以不同，m为1～6的整数；聚酯中钛元素的含量相对于聚酯总量为0.5～30ppm。

6.根据权利要求1、2或3所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述助剂包括磷化合物、碱性化合物和调色剂醋酸钴；磷化合物为亚磷酸、磷酸、亚磷酸酯或磷酸酯，其磷元素的含有量相对于聚酯总量为5～60ppm；碱性化合物为醋酸钠、醋酸钾或醋酸锂的至少一种。

7.根据权利要求1、2或3所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：所述芳香族二元羧酸酯为对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸二乙酯；所述亚烷基二醇为乙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇或1，4-丁二醇。

8.根据权利要求1所述的阳离子可染性阻燃聚酯，其特征在于：聚酯的色调b值为6以下，DEG含量为2.5以下。

9.一种权利要求1所述阳离子可染性阻燃聚酯的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

a、将式2所示的磷化合物B与亚烷基二醇进行酯化反应得到如式1所示的磷阻燃剂A；

b、将芳香族二元羧酸酯与亚烷基二醇以一定比例加入酯交换釜，加入含金属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物，并加入催化剂和包括磷化合物、碱性化合物及调色剂醋酸钴助剂进行酯交换反应，酯交换温度为220～250℃，酯交换时间为2～6小时；

c、在酯交换结束或缩聚前，分别加入磷阻燃剂；

d、在高真空下缩聚1～3.5小时，温度为260～290℃。

10.根据权利要求9所述的阳离子可染性阻燃聚酯的制备方法，其特征在于：所述的磷阻燃剂A为如下式5所示：

式5。