一種阻燃ptt聚酯樹脂的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一種性能優異的新型聚酯，由于大分子鏈上存在的三個亞甲基而導致的區別于PET和PBT的“奇碳效應”，使得PTT聚酯能夠同時克服PET的剛性和PBT的柔性，并兼有PET和PA的優點。因此，PTT聚酯在紡織、地毯、工程塑料及薄膜等領域極具開發和應用價值。但PTT聚酯與其他聚酯一樣，屬于易燃材料，需進行阻燃處理。目前對PTT阻燃改性主要以外添加阻燃劑為主，采用外添加阻燃劑方式存在阻燃劑添加量大，對材料本身的后期加工影響較大，應用領域有較大局限性，且阻燃劑易析出不能達到永久阻燃的目的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種阻燃效果好、操作簡易方便和成本低的阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，包括以下步驟:
(1)、制備含磷阻燃劑的預聚液:取含磷阻燃劑和一定質量的1，3-丙二醇加入酯化釜進行混合，以制得以1，3_丙二醇為溶劑和含磷阻燃劑質量百分比濃度為20?40wt%的漿液，再加入含磷阻燃劑重量0.1%?0.2%的催化劑醋酸鋅，混合均勻，在溫度140°C?165°C、常壓和攪拌的情況下進行酯化反應2?6h，再進行過濾，所得濾液即為所述的含磷阻燃劑的預聚液，所述含磷阻燃劑為2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸；
(2)、制備納米阻燃劑分散液:取納米阻燃劑與1，3_丙二醇按質量3:10?30進行混合，并經超聲波進行分散，即得到所述的納米阻燃劑分散液，所述納米阻燃劑為表面通過偶聯劑或成膜劑活化處理、且粒徑在5nm?10nm的氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、蒙脫土中的一種；
(3)、酯化反應:取對苯二甲酸(PTA)和1，3_丙二醇(PDO)按質量1.5?2:1加入酯化釜中，同時添加PTA重量0.1%?0.3%的催化劑醋酸鋅，在溫度165°C?200°C和常壓條件下進行酯化反應I?4h，當不再餾出水時酯化反應結束和生成酯化物；
(4)、縮聚反應:將步驟(3)的酯化物轉入聚合釜中，加入步驟(I)制得的含磷阻燃劑的預聚液和步驟(2)制得的納米阻燃劑分散液，再加入聚乙二醇、穩定劑和抗氧劑，然后加入PTA重量0.2%?0.5%的縮聚催化劑鈦酸四丁酯，在溫度265°C?270°C、壓力小于10Pa下進行縮聚反應2?4h，反應結束后經水冷卻、切粒，即制得一種阻燃PTT聚酯樹脂。
[0005]步驟(4)所述含磷阻燃劑的預聚液的用量為步驟(3)所得酯化物的60?95wt%。
[0006]步驟(4)所述納米阻燃劑分散液的用量為步驟(3)所得酯化物的20?50wt%。
[0007]步驟(4)所述聚乙二醇的用量為步驟(3)所得酯化物的0.1?0.5wt%。
[0008]步驟(4)所述穩定劑為磷酸三甲酯，穩定劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01?
0.05wt%o
[0009]步驟(4)所述抗氧劑為四[β-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01?0.05wt%o
[0010]本發明的有益效果是，本發明通過采用含磷阻燃劑和納米阻燃劑的協同改性和原位聚合制得的PTT聚酯樹脂，不僅具有優異阻燃性能，而且還具有良好的力學性能、熱性能及電性能等，同時本發明的制備工藝簡單，工序簡便，容易操作，實用性強，便于推廣應用。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體的優選實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0012]實施例1:
一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征是包括以下步驟:
(I)、制備含磷阻燃劑的預聚液:取含磷阻燃劑和一定質量的1，3-丙二醇加入酯化釜進行混合，以制得以1，3_丙二醇為溶劑和含磷阻燃劑質量百分比濃度為20?40wt%的漿液，再加入含磷阻燃劑重量0.1%?0.2%的催化劑醋酸鋅，混合均勻，在溫度140°C?165°C、常壓和攪拌的情況下進行酯化反應2?6h，再進行過濾，所得濾液即為所述的含磷阻燃劑的預聚液，所述含磷阻燃劑為2-羧乙基烷基膦酸；(2)、制備納米阻燃劑分散液:取納米阻燃劑與1，3-丙二醇按質量3:10?30進行混合，并經超聲波進行分散，即得到所述的納米阻燃劑分散液，所述納米阻燃劑為表面通過偶聯劑或成膜劑活化處理、且粒徑在5nm?10nm的氫氧化鎂；(3)、酯化反應:取對苯二甲酸(PTA)和1，3-丙二醇(PDO)按質量
1.5?2:1加入酯化釜中，同時添加PTA重量0.1%?0.3%的催化劑醋酸鋅，在溫度165°C?200°C和常壓條件下進行酯化反應I?4h，當不再餾出水時酯化反應結束和生成酯化物；
(4)、縮聚反應:將步驟(3)的酯化物轉入聚合釜中，加入步驟(I)制得的含磷阻燃劑的預聚液和步驟(2)制得的納米阻燃劑分散液，再加入聚乙二醇、穩定劑和抗氧劑，然后加入PTA重量0.2%?0.5%的縮聚催化劑鈦酸四丁酯，在溫度265°C?270°C、壓力小于10Pa下進行縮聚反應2?4h，反應結束后經水冷卻、切粒，即制得一種阻燃PTT聚酯樹脂。其中，步驟(4)所述含磷阻燃劑的預聚液的用量為步驟(3)所得酯化物的80wt%，步驟(4)所述納米阻燃劑分散液的用量為步驟(3)所得酯化物的20wt%，步驟(4)所述聚乙二醇的用量為步驟
(3)所得酯化物的0.5wt%，步驟(4)所述穩定劑為磷酸三甲酯，穩定劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.05wt%，步驟(4)所述抗氧劑為四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01wt%。
[0013]實施例2:
一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征是包括以下步驟:
(I)、制備含磷阻燃劑的預聚液:取含磷阻燃劑和一定質量的1，3-丙二醇加入酯化釜進行混合，以制得以1，3_丙二醇為溶劑和含磷阻燃劑質量百分比濃度為20?40wt%的漿液，再加入含磷阻燃劑重量0.1%?0.2%的催化劑醋酸鋅，混合均勻，在溫度140°C?165°C、常壓和攪拌的情況下進行酯化反應2?6h，再進行過濾，所得濾液即為所述的含磷阻燃劑的預聚液，所述含磷阻燃劑為2-羧乙基苯基次膦酸；(2)、制備納米阻燃劑分散液:取納米阻燃劑與1，3_丙二醇按質量3:10?30進行混合，并經超聲波進行分散，即得到所述的納米阻燃劑分散液，所述納米阻燃劑為表面通過偶聯劑或成膜劑活化處理、且粒徑在5nm?10nm的蒙脫土；(3)、酯化反應:取對苯二甲酸(PTA)和1，3-丙二醇(PDO)按質量
1.5?2:1加入酯化釜中，同時添加PTA重量0.1%?0.3%的催化劑醋酸鋅，在溫度165°C?200°C和常壓條件下進行酯化反應I?4h，當不再餾出水時酯化反應結束和生成酯化物；
(4)、縮聚反應:將步驟(3)的酯化物轉入聚合釜中，加入步驟(I)制得的含磷阻燃劑的預聚液和步驟(2)制得的納米阻燃劑分散液，再加入聚乙二醇、穩定劑和抗氧劑，然后加入PTA重量0.2%?0.5%的縮聚催化劑鈦酸四丁酯，在溫度265°C?270°C、壓力小于10Pa下進行縮聚反應2?4h，反應結束后經水冷卻、切粒，即制得一種阻燃PTT聚酯樹脂。其中，步驟(4)所述含磷阻燃劑的預聚液的用量為步驟(3)所得酯化物的60wt%，步驟(4)所述納米阻燃劑分散液的用量為步驟(3)所得酯化物的20wt%，步驟(4)所述聚乙二醇的用量為步驟
(3)所得酯化物的0.5wt%，步驟(4)所述穩定劑為磷酸三甲酯，穩定劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01wt%，步驟(4)所述抗氧劑為四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01wt%。
【主權項】
1.一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、制備含磷阻燃劑的預聚液:取含磷阻燃劑和一定質量的1，3-丙二醇加入酯化釜進行混合，以制得以1，3_丙二醇為溶劑和含磷阻燃劑質量百分比濃度為20?40wt%的漿液，再加入含磷阻燃劑重量0.1%?0.2%的催化劑醋酸鋅，混合均勻，在溫度140°C?165°C、常壓和攪拌的情況下進行酯化反應2?6h，再進行過濾，所得濾液即為所述的含磷阻燃劑的預聚液，所述含磷阻燃劑為2-羧乙基烷基膦酸或2-羧乙基苯基次膦酸； (2)、制備納米阻燃劑分散液:取納米阻燃劑與1，3_丙二醇按質量3:10?30進行混合，并經超聲波進行分散，即得到所述的納米阻燃劑分散液，所述納米阻燃劑為表面通過偶聯劑或成膜劑活化處理、且粒徑在5nm?10nm的氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、蒙脫土中的一種； (3)、酯化反應:取對苯二甲酸(PTA)和1，3_丙二醇(PDO)按質量1.5?2:1加入酯化釜中，同時添加PTA重量0.1%?0.3%的催化劑醋酸鋅，在溫度165°C?200°C和常壓條件下進行酯化反應I?4h，當不再餾出水時酯化反應結束和生成酯化物； (4)、縮聚反應:將步驟(3)的酯化物轉入聚合釜中，加入步驟(I)制得的含磷阻燃劑的預聚液和步驟(2)制得的納米阻燃劑分散液，再加入聚乙二醇、穩定劑和抗氧劑，然后加入PTA重量0.2%?0.5%的縮聚催化劑鈦酸四丁酯，在溫度265°C?270°C、壓力小于10Pa下進行縮聚反應2?4h，反應結束后經水冷卻、切粒，即制得一種阻燃PTT聚酯樹脂。
2.根據權利要求1所述的一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述含磷阻燃劑的預聚液的用量為步驟(3)所得酯化物的60?95wt%。
3.根據權利要求1所述的一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述納米阻燃劑分散液的用量為步驟(3)所得酯化物的20?50wt%。
4.根據權利要求1所述的一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述聚乙二醇的用量為步驟(3)所得酯化物的0.1?0.5wt%。
5.根據權利要求1所述的一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述穩定劑為磷酸三甲酯，穩定劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01?0.05wt%o
6.根據權利要求1所述的一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述抗氧劑為四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧劑用量為步驟(3)所得酯化物的0.01?0.05wt%。
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃PTT聚酯樹脂的制備方法，其特征是包括（1）、制備含磷阻燃劑的預聚液；（2）、制備納米阻燃劑分散液；（3）、酯化反應；（4）、縮聚反應的步驟，并經水冷卻、切粒后，即制得一種阻燃PTT聚酯樹脂。本發明的有益效果是，本發明通過采用含磷阻燃劑和納米阻燃劑的協同改性和原位聚合制得的PTT聚酯樹脂，不僅具有優異阻燃性能，而且還具有良好的力學性能、熱性能及電性能等，同時本發明的制備工藝簡單，工序簡便，容易操作，實用性強，便于推廣應用。
【IPC分類】C08K3-34, C08G63-692, C08K3-38, C08K3-22, C08K9-00
【公開號】CN104861159
【申請號】CN201410531408
【發明人】不公告發明人
【申請人】青島欣展塑膠有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年10月11日