专利名称：高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种集高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能为一体的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯及其制备方法，属合成新材料制造领域。
背景技术：
公开号CN 102020766 A、名称一种阻燃共聚改性聚酯的制备方法，将2_羧こ基次膦酸(CEPPA)或羟甲基苯基次磷酸(HMPPA)直接加入聚酯原料对苯ニ甲酸和こニ醇混合浆料中，进入聚酯生产体系，经酯化、聚合生产改性阻燃聚酯，生产的产品阻燃剂含量在
2.5-20%，可用于纺织和工程塑料的一种阻燃共聚改性聚酯的制备方法。其不足之处不具备高粘、耐磨和抗静电性能。公开号CN 102021674 A名称超细阻燃聚酯长丝纺丝エ艺，通过制备酯切片、预结晶、干燥处理、高温降解等一系列步骤，制得一种超细阻燃聚酯长丝纺丝，且粘度较大，在
O.7-1之间，阻燃剂的含量高，达到10000-30000ppm。其不足之处不具备耐磨和抗静电功倉^:。
发明内容
设计目的避免背景技术中的不足之处，设计一种集高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能为一体的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯及其制备方法。设计方案为了实现上述设计目的。本发明是以こニ醇(EG)、精对苯ニ甲酸(PTA)为主料，加入磷系聚合型阻燃剂(CEPPA)、耐磨剂(如纳米级Si02等)、抗静电剂醋酸盐、催化剂、消光级等助剂，经酯化、缩聚及固相聚合反应制成的改性聚酷。I、将1-2. 5份こニ醇(EG)、1份磷系阻燃剂2_羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酷化反应釜中进行预酯化反应，制得阻燃预酯化液I，是本发明的设计特征之一。这样做的目的在于将磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)与EG进行酯化，且酯化率高，在PTA与EG酯交换或缩聚阶段将其加入进行共缩聚，有利于阻燃剂CEPPA酯化单体2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酯通过共缩聚反应固定在共聚酯链上，构成大分子链上的一个组分，能够得到高分子量聚合型阻燃聚酯切片，并且參与聚合反应的阻燃剂CEPPA量大，得到阻燃元素P含量高，阻燃效果好，并且是环保永久阻燃，其P含量可达10000PPM以上，可以作阻燃母料添加使用。2、用2-6份的EG将1_3质量份耐磨剂Si02、l_3质量份抗静电剂醋酸盐，研磨、混合，制得复合助剂II的设计，是本发明的技术特征之ニ。这样做的目的在于应用于涂料中，起到悬浮、流变、增强、触变、抗老化、提高耐摩擦等作用，并且使ニ氧化硅胶粒分散均匀，无团聚现象，解决了气相纳米ニ氧化硅粉体在使用中分散困难、二次团聚的问题，方便易用。技术方案高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法(质量份):⑴预酯化反应将1-2. 5份こニ醇(EG)、I份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa，缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2-4小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I (2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/gゾ2)配制复合助剂用2-6份的EG将1_3质量份耐磨剂Si02、1_3质量份抗静电剂醋酸盐，研磨、混合，制得复合助剂II ;⑶酯化反应将30-35质量份EG、65-70质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入15-25质量份阻燃预酯化液I继续酯化反应30-60minバ4)复合酯化物配制分别加入400-600PPM催化剂(Sb203)、0. 15-0. 25质量份消光剂(Ti02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酷化物III ;(5)缩聚反应将复合酯化物III在压カ1400-2000pa，升温至265_275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100 pa以下,升温至270_280°C进行缩聚大约30_60min ；至到缩聚反应结束，经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ;(6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°C，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3-5 h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下，特性粘度增加到O. 8-1. O dl/g。本发明与背景技术相比，一是阻燃性好，并且是环保永久阻燃；P含量可达10000PPM以上，可以作阻燃母料添加使用；ニ是粘度大，特性粘度达O. 8-1. O dl/g ;有利于 増大下游产品(长丝、短纤)的強度；三是耐磨性能好，本产品生产的下游面料的耐磨性是普通涤沦的两倍；四是具有抗静电功能，本产品生产的下游面料抗静电达B级；五是制备エエ艺先进性，本发明制备的产品具有的耐磨、抗静电及阻燃复合功能在PTA、EG酷化、缩聚过程中加入功能性助剂制备而成的。
图I是高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法示意图。
具体实施例方式实施例I :參照附图I。ー种高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法(质量份)⑴预酯化反应将1-2. 5份こニ醇(EG)、I份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下(公知的抽真空搅拌速度)，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa，缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2-4小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I(2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/g 配制复合助剂用2-6份的EG将1-3质量份耐磨剂Si02、1-3质量份抗静电剂醋酸盐，研磨、混合，制得复合助剂II ;⑶酯化反应将30-35质量份EG、65-70质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入15-25质量份阻燃预酯化液I继续酯化反应30-60min !⑷复合酯化物配制分别加入400-600PPM催化剂(Sb203)、0. 15-0. 25质量份消光剂(Ti02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酯化物III ;(5)缩聚反应将复合酯化物III在压カ1400-2000pa，升温至265-275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100 pa以下，升温至270-280°C进行缩聚大约30-60min ;至到缩聚反应结束，经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ;(6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°C，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3_5 h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下,特性粘度增加到O. 8-1. O dl/g。所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯性能指标特性粘度达O. 8-1. O dl/g ;下游面料的耐磨性是普通涤沦的两倍；下游面料抗静电达B级；含P量大于10000PPM。实施例2 :在实施例I的基础上，⑴预酯化反应将I份こニ醇(EG)、I份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下(公知的抽真空搅拌速度)，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa,缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I (2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/g ；⑵配制复合助剂用2质量份EG将I质量份耐磨剂Si02、I质量份抗静电剂醋酸盐,研磨、混合，制得复合助剂II ;(3)酷化反应将30-35质量份EG、65-70质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入15质量份阻燃预酯化液I继续酯化反应30-60min J4)复合酯化物配制分别加入400PPM催化剂(Sb203)、0. 15质量份消光剂(Ti02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酯化物III ;(5)缩聚反应将复合酯化 物III在压カ1400-2000pa，升温至265_275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100Pa以下,升温至270-280°C进行缩聚大约30_60min ;至到缩聚反应结束,经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ;(6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°C，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3_5 h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下，特性粘度増加到O. 8-1. O dl/g，含P量大于 10000PPM。实施例3 :在实施例I的基础上，⑴预酯化反应将2. 5份こニ醇(EG)、I份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下(公知的抽真空搅拌速度)，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa,缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2-4小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I (2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/g !⑵配制复合助剂用6份的EG将3质量份耐磨剂Si02、3质量份抗静电剂醋酸盐，研磨、混合，制得复合助剂II ;⑶酯化反应将35质量份EG、70质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入25质量份阻燃预酯化液I继续酯化反应30-60min J4)复合酯化物配制分别加入600PPM催化剂(Sb203)、0. 25份消光剂(Ti02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酯化物III ;(5)缩聚反应将复合酯化物III在压力1400-2000pa，升温至265_275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100 pa以下，升温至270-280°C进行缩聚大约30-60min ;至到缩聚反应结束，经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ;(6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°C，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3_5 h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下，特性粘度増加到O. 8-1. O dl/g，含P量大于10000PPM。实施例4 :在实施例I的基础上，⑴预酯化反应将I. 75份こニ醇(EG)、I份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下(公知的抽真空搅拌速度)，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa,缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2-4小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I (2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/g !⑵配制复合助剂用少量的EG将2质量份耐磨剂Si02、2质量份抗静电剂醋酸盐,研磨、混合，制得复合助剂II ;⑶酯化反应将32. 5质量份EG、67. 5质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入20质量份阻燃预酯化液I继续酯化反应30-60minバ4)复合酯化物配制分别加入500PPM催化剂(Sb203)、0. 2质量份消光剂(Ti02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酯化物III ;(5)缩聚反应将复合酷化物III在压カ1400-2000pa，升温至265_275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100 pa以下，升温至270-280°C进行缩聚大约30-60min ;至到缩聚反应结束，经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ;(6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°C，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3_5 h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下，特性粘度増加到O. 8-1. O dl/g，含P量大于 10000PPM。
实施例5 :在实施例1-4的基础上，所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯作为复合性功能聚酯母料添加使用。实施例6 :在实施例1-4的基础上，所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯可以直接纺丝。需要理解到的是上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、増加或修改，均落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.ー种高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法，其特征是(质量份)⑴预酯化反应将1-2. 5份こニ醇(EG)、1份磷系阻燃剂2-羧こ基苯基次膦酸(CEPPA)加入预酯化反应釜中，在搅拌的条件下，抽真空至恒定在O. 002-0. 012Mpa，缓慢升温将CEPPE溶解并保持沸腾，温度控制在160°C以下进行酯化2-4小吋，酯化过程中产生H20，分离H20计量，补充分离水同份的EG，制得阻燃预酯化液I (2-羧こ基苯基次膦酸ニこニ醇酷)备用，其酸值不大于70mgK0H/g ； ⑵配制复合助剂用2-6份EG将1-3质量份耐磨剂Si02、1-3质量份抗静电剂醋酸盐，研磨、混合，制得复合助剂II ； ⑶酯化反应将30-35质量份EG、65-70质量份精对苯ニ甲酸(PTA)放入酯化釜中搅拌，在常压下升温至245-255°C酷化120-150min，加入15-25份阻燃预酯化液I继续酯化反应 30_60min ； ⑷复合酯化物配制:分别加入400-600PPM催化剂(Sb203)、0. 15-0. 25份消光剂(Τ 02)及复合助剂II，搅拌均匀得复合酯化物III ； (5)缩聚反应将复合酯化物III在压カ1400-2000pa，升温至265_275°C进行缩聚大约60-90 min ;再调节真空至100 pa以下,升温至270_280°C进行缩聚大约30_60min,至到缩聚反应结束；经铸带、冷却、切粒得聚酯切片IV ； (6)固相聚合将聚酯切片IV装入预结晶装置中，在缓慢升温至100-130°c，抽真空分离其结晶水的条件下预结晶6-10h ;再升温至240-260°C缩聚3_5h，使其在固相的情况发生结构变化，其端羧基降至40mol/吨以下，特性粘度増加到O. 8-1. O dl/g。
2.根据权利要求I所述的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法，其特征是所述耐磨剂为纳米级Si02，抗静电剂为醋酸盐。
3.根据权利要求I所述的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法，其特征是所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯性能指标特性粘度达O. 8-1. O dl/g ;*P量大于10000PPM。
4.根据权利要求I所述的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法，其特征是所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯作为复合性功能聚酯母料添加使用。
5.根据权利要求I所述的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯的制备方法，其特征是所述高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯可以直接纺丝。
全文摘要
本发明涉及一种集高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能为一体的高粘、耐磨、抗静电及阻燃复合功能聚酯及其制备方法，以乙二醇(EG)、精对苯二甲酸(PTA)为主料，加入磷系聚合型阻燃剂(CEPPA)、耐磨剂(如纳米级SiO2等)、抗静电剂醋酸盐、催化剂、消光剂等助剂，经酯化、缩聚及固相聚合反应制成的改性聚酯。优点一是阻燃性好，并且是环保永久阻燃；P含量高达10000PPM以上，可以作阻燃母料添加使用；二是粘度大，特性粘度达0.8-1.0dl/g；有利于增大下游产品(长丝、短纤)的强度；三是耐磨性能好，本产品生产的下游面料的耐磨性是普通涤沦的两倍；四是具有抗静电功能，本产品生产的下游面料抗静电达B级。
文档编号D01F1/10GK102702496SQ20121018558
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者何乐, 兰其勇, 王玉瑞, 陆文龙 申请人:浙江真北纺织新材料研究院有限公司