一种阻燃ptt共聚酯的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种阻燃PTT共聚酯的生产方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种性能优异的新型聚酯，由于大分子链上存在的三个亚甲基而导致的区别于PET和PBT的“奇碳效应”，使得PTT聚酯能够同时克服PET的刚性和PBT的柔性，并兼有PET和PA的优点。因此，PTT聚酯在纺织、地毯、工程塑料及薄膜等领域极具开发和应用价值。但PTT聚酯与其他聚酯一样，属于易燃材料，需进行阻燃处理。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种阻燃PTT共聚酯的生产方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征是包括以下步骤:
(1)、制备磷酸酯预聚液:取磷酸酯和1，3-丙二醇按质量1:2?4加入酯化釜中，并添加适量催化剂，使混合均匀，在温度140°C?170°C、压力30?10kPa和搅拌的情况下进行酯化反应3?6h，过滤，所得滤液即为磷酸酯预聚液；
(2)、制备复合分散液:取全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷、纳米蒙脱土和1，3_丙二醇按质量1:1?3:10?30:50?100进行混合，并经超声波进行分散，即得到复合分散液；
(3)、酯化反应:取对苯二甲酸和I，3-丙二醇按质量1.5?2:1加入酯化釜中，并添加适量催化剂，在温度200°C?240°C、压力0.1?0.4MPa下进行酯化反应2?4h，生成酯化物；
(4)、缩聚反应:将步骤(3)的酯化物转入聚合釜中，加入步骤(I)制得的磷酸酯预聚液和步骤(2)制得的复合分散液，再加入适量的聚乙二醇、稳定剂、抗氧剂和缩聚催化剂，在温度265°C?270°C、压力小于10Pa下进行缩聚反应2?4h，当产物的特性粘度达到0.6?0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；
(5)固相缩聚:将步骤(4)的缩聚物烘干，在温度180°C?210°C、真空度20?10Pa下进行固相缩聚4?20h，然后冷却，出料，即制得一种阻燃PTT共聚酯。
[0005]步骤(I)所述磷酸酯为三苯基磷酸酯、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
[0006]步骤(I)和步骤(3)所述催化剂为醋酸锌、醋酸钴、醋酸锰、醋酸镁中的一种，催化剂的用量均为所述一种阻燃PTT共聚酯原料总质量的0.01?0.03wt%o
[0007]步骤(2)所述纳米蒙脱土为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在25nm?75nm的钠基蒙脱土粉体。
[0008]步骤(4)所述磷酸酯预聚液的用量为步骤(3)所得酯化物的60?95wt%。
[0009]步骤(4)所述复合分散液的用量为步骤(3)所得酯化物的I?5wt%。
[0010]步骤(4)所述聚乙二醇的用量为步骤(3)所得酯化物的0.1?0.3wt%。
[0011]步骤(4)所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01?0.03wt%o
[0012]步骤(4)所述抗氧剂为质量比1:1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物，抗氧剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01?0.03wt%o
[0013]本发明的有益效果是，本发明通过原位酯化和缩聚反应，并在缩聚反应前加入适量磷酸酯、全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷和纳米蒙脱土等助剂进行改性，使得到的产物具有优异阻燃性能，可达UL94 V-O级和极限氧指数在35%以上的无卤、无熔融阻燃效果，而且还具有良好的力学性能、热性能及电性能等，同时本发明的制备工序简单和易于操作，成本低，实用性强。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征是包括以下步骤:(1)、制备磷酸酯预聚液:取磷酸酯和I，3-丙二醇按质量1:2?4加入酯化釜中，并添加适量催化剂，使混合均匀，在温度140°C?170°C、压力30?10kPa和搅拌的情况下进行酯化反应3?6h，过滤，所得滤液即为磷酸酯预聚液；(2)、制备复合分散液:取全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷、纳米蒙脱土和1，3-丙二醇按质量1:1?3:10?30:50?100进行混合，并经超声波进行分散，即得到复合分散液；(3)、酯化反应:取对苯二甲酸和1，3-丙二醇按质量1.5?2:1加入酯化釜中，并添加适量催化剂，在温度200°C?240°C、压力0.1?0.4MPa下进行酯化反应2?4h，生成酯化物；(4)、缩聚反应:将步骤(3)的酯化物转入聚合釜中，加入步骤(I)制得的磷酸酯预聚液和步骤(2)制得的复合分散液，再加入适量的聚乙二醇、稳定剂、抗氧剂和缩聚催化剂，在温度265°C?270°C、压力小于10Pa下进行缩聚反应2?4h，当产物的特性粘度达到0.6?0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；(5)固相缩聚:将步骤(4)的缩聚物烘干，在温度180°C?210°C、真空度20?10Pa下进行固相缩聚4?20h，然后冷却，出料，即制得一种阻燃PTT共聚酯。其中，步骤(I)所述磷酸酯为三苯基磷酸酯；步骤(I)和步骤(3)所述催化剂为醋酸锌，催化剂的用量均为所述一种阻燃PTT共聚酯原料总质量的0.02wt% ；步骤(2)所述纳米蒙脱土为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在25nm?75nm的钠基蒙脱土粉体；步骤(4)所述磷酸酯预聚液的用量为步骤(3)所得酯化物的80wt% ;步骤
(4)所述复合分散液的用量为步骤(3)所得酯化物的5wt% ;步骤(4)所述聚乙二醇的用量为步骤(3)所得酯化物的0.3wt% ;步骤(4)所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01wt% ;步骤(4)所述抗氧剂为质量比1:1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物，抗氧剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01wt%。
[0016]实施例2:
一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征是包括以下步骤:(1)、制备磷酸酯预聚液:取磷酸酯和1，3-丙二醇按质量1:2?4加入酯化釜中，并添加适量催化剂，使混合均匀，在温度140°C?170°C、压力30?10kPa和搅拌的情况下进行酯化反应3?6h，过滤，所得滤液即为磷酸酯预聚液；(2)、制备复合分散液:取全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷、纳米蒙脱土和1，3-丙二醇按质量1:1?3:10?30:50?100进行混合，并经超声波进行分散，即得到复合分散液；(3)、酯化反应:取对苯二甲酸和1，3-丙二醇按质量1.5?2:1加入酯化釜中，并添加适量催化剂，在温度200°C?240°C、压力0.1?0.4MPa下进行酯化反应2?4h，生成酯化物；(4)、缩聚反应:将步骤(3)的酯化物转入聚合釜中，加入步骤(I)制得的磷酸酯预聚液和步骤(2)制得的复合分散液，再加入适量的聚乙二醇、稳定剂、抗氧剂和缩聚催化剂，在温度265°C?270°C、压力小于10Pa下进行缩聚反应2?4h，当产物的特性粘度达到0.6?0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物；(5)固相缩聚:将步骤(4)的缩聚物烘干，在温度180°C?210°C、真空度20?10Pa下进行固相缩聚4?20h，然后冷却，出料，即制得一种阻燃PTT共聚酯。其中，步骤(I)所述磷酸酯为双酚A-双(二苯基磷酸酯)；步骤(I)和步骤(3)所述催化剂为醋酸镁，催化剂的用量均为所述一种阻燃PTT共聚酯原料总质量的0.01wt% ;步骤(2)所述纳米蒙脱土为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在25nm?75nm的钠基蒙脱土粉体；步骤(4)所述磷酸酯预聚液的用量为步骤(3)所得酯化物的60wt% ;步骤(4)所述复合分散液的用量为步骤(3)所得酯化物的5wt% ;步骤(4)所述聚乙二醇的用量为步骤(3)所得酯化物的0.lwt% ;步骤(4)所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.03wt% ;步骤(4)所述抗氧剂为质量比1:1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物，抗氧剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01wt%o
【主权项】
1.一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、制备磷酸酯预聚液:取磷酸酯和1，3-丙二醇按质量1:2?4加入酯化釜中，并添加适量催化剂，使混合均匀，在温度140°C?170°C、压力30?10kPa和搅拌的情况下进行酯化反应3?6h，过滤，所得滤液即为磷酸酯预聚液； (2)、制备复合分散液:取全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷、纳米蒙脱土和1，3_丙二醇按质量1:1?3:10?30:50?100进行混合，并经超声波进行分散，即得到复合分散液； (3)、酯化反应:取对苯二甲酸和I，3-丙二醇按质量1.5?2:1加入酯化釜中，并添加适量催化剂，在温度200°C?240°C、压力0.1?0.4MPa下进行酯化反应2?4h，生成酯化物； (4)、缩聚反应:将步骤(3)的酯化物转入聚合釜中，加入步骤(I)制得的磷酸酯预聚液和步骤(2)制得的复合分散液，再加入适量的聚乙二醇、稳定剂、抗氧剂和缩聚催化剂，在温度265°C?270°C、压力小于10Pa下进行缩聚反应2?4h，当产物的特性粘度达到0.6?0.9dL/g后，铸带、切粒，得到缩聚物； (5)固相缩聚:将步骤(4)的缩聚物烘干，在温度180°C?210°C、真空度20?10Pa下进行固相缩聚4?20h，然后冷却，出料，即制得一种阻燃PTT共聚酯。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(I)所述磷酸酯为三苯基磷酸酯、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(I)和步骤(3)所述催化剂为醋酸锌、醋酸钴、醋酸锰、醋酸镁中的一种，催化剂的用量均为所述一种阻燃PTT共聚酯原料总质量的0.01?0.03wt%o
4.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述纳米蒙脱土为表面通过偶联剂或成膜剂活化处理、且粒径在25nm?75nm的钠基蒙脱土粉体。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(4)所述磷酸酯预聚液的用量为步骤(3)所得酯化物的60?95wt%。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(4)所述复合分散液的用量为步骤(3)所得酯化物的I?5wt%。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(4)所述聚乙二醇的用量为步骤(3)所得酯化物的0.1?0.3wt%。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(4)所述稳定剂为磷酸三甲酯，稳定剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01?0.03wt%o
9.根据权利要求1所述的一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征在于，步骤(4)所述抗氧剂为质量比1:1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复合物，抗氧剂用量为步骤(3)所得酯化物的0.01?0.03wt%。
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃PTT共聚酯的生产方法，其特征是包括（1）、制备磷酸酯预聚液；（2）、制备复合分散液；（3）、酯化反应；（4）、缩聚反应；（5）固相缩聚的步骤，即制得一种阻燃PTT共聚酯。本发明的有益效果是，本发明通过原位酯化和缩聚反应，并在缩聚反应前加入适量磷酸酯、全氟丁基磺酸钾、聚甲基苯基硅氧烷和纳米蒙脱土等助剂进行改性，使得到的产物具有优异阻燃性能，可达UL94V-0级和极限氧指数在35%以上的无卤、无熔融阻燃效果，而且还具有良好的力学性能、热性能及电性能等，同时本发明的制备工序简单和易于操作，成本低，实用性强。
【IPC分类】C08K13-06, C08K3-34, C08L83-04, C08L67-02, C08G63-692, C08K5-42, C08G63-80
【公开号】CN104844787
【申请号】CN201410778344
【发明人】不公告发明人
【申请人】王妮娜
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年12月17日