專利名稱：一種大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯材料和聚酯薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種大分子成炭阻燃聚酯材料、 聚酯薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，阻燃聚酯薄膜的制備方法主要有兩種一是采用共聚型的阻燃劑與對(duì)苯二甲酸和乙二醇進(jìn)行共聚，制備阻燃聚酯切片，再通過雙向拉伸工藝制成薄膜；二是共混型的阻燃劑與聚酯切片進(jìn)行共混，擠出制成阻燃母粒，然后再通過雙向拉伸工藝制成薄膜。目前主要的研究集中在聚酯薄膜中混入溴系、磷系、無機(jī)系等阻燃劑的方法，或者將含有鹵素的成分或含有磷的成分進(jìn)行共聚的方法。劉吉平等在《中國(guó)阻燃》2010年第2期，15-18頁(yè)，“低熔點(diǎn)PET的無鹵阻燃特征研究”中，采用在低熔點(diǎn)聚酯薄膜表面涂覆的技術(shù)，將處理后的聚磷酸銨/復(fù)配阻燃材料滾涂到PET薄膜表面，用于電子封裝，但它的耐濕熱性能降低，阻燃性也較低。日本東麗公司在申請(qǐng)?zhí)枮?0041000M78. 4(公布號(hào)CN1517402A，公布日2004年8月4日)的中國(guó)專利申請(qǐng)中公布了，把特殊的有機(jī)和無機(jī)混合材料疊加在PET薄膜的兩側(cè)形成的一種復(fù)合薄膜。 這種結(jié)構(gòu)使薄膜能控制可燃性氣體擴(kuò)散，在極短的時(shí)間內(nèi)滅火，還能完全控制熔融燃燒聚合物的滴落，達(dá)到UL 94標(biāo)準(zhǔn)VTM-O級(jí)。關(guān)于共聚阻燃聚酯薄膜的研制主要有臧國(guó)強(qiáng)(阻燃薄膜用聚酯的研制，《現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用》，2002年，15(3)期，12-14頁(yè))采用DMT法，合成了阻燃型PET，并進(jìn)行了雙向拉伸薄膜試驗(yàn)；申請(qǐng)?zhí)枮?00310104141. X(公布號(hào)CN1M4703，公布日2004年12月 15日)的中國(guó)專利申請(qǐng)公布了聚酯切片與阻燃劑熔融共混方法生產(chǎn)阻燃聚酯薄膜。采用該方法制備的聚酯薄膜不能全部達(dá)到VTM-O阻燃等級(jí)，也未提及薄膜的透明性。申請(qǐng)?zhí)枮?200510094123. 7 (公布號(hào):CN1923889，公布日:2007年3月7日)的中國(guó)專利申請(qǐng)公布了， 采用在聚酯生產(chǎn)中加入有機(jī)硅酸鹽的方法合成聚酯，制成阻燃聚酯薄膜。王樹霞等(阻燃膜用聚酯的研制及性能研究[J].《合成技術(shù)及應(yīng)用》，2009年，24C3)期，1-4頁(yè))采用PTA 法，通過在聚酯聚合過程中添加含磷阻燃劑合成阻燃聚酯切片，并以此聚酯為原料制成阻燃聚酯薄膜。上述制備的聚酯薄膜在UL94阻燃等級(jí)的測(cè)試中存在融滴現(xiàn)象，實(shí)際上未達(dá)到 VTM-O阻燃等級(jí)的要求。此外也未提及該類共聚改性阻燃聚酯薄膜熱穩(wěn)定性和透明性的指標(biāo)。由于共聚的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)路線調(diào)整大，成本高；而涂覆的設(shè)備投入大，產(chǎn)品的耐濕熱性能均大幅降低，在電子電器領(lǐng)域應(yīng)用都有較大的障礙。因此，以新型的共混阻燃聚酯來生產(chǎn)阻燃片材和薄膜，是最有效可行的方法。公布號(hào)為US6794432，公布日為2004年9月21日的美國(guó)專利申請(qǐng)描述了添加 5-10%的Amgard P1045 (Albright & wilison公司生產(chǎn))的，含磷阻燃劑改性聚酯薄膜的方法，阻燃薄膜透光率高達(dá)90%以上，但阻燃性較差。Clariant在申請(qǐng)?zhí)枮閁S2009/0088512，申請(qǐng)日為2009年4月2日的美國(guó)專利申請(qǐng)，DSM公司在申請(qǐng)?zhí)枮閁S2006/0111519，申請(qǐng)日為2006年5月25日的美國(guó)專利申請(qǐng)中，分別采用有機(jī)磷酸鹽、有機(jī)次磷酸鹽等阻燃劑與環(huán)狀酯化合物潤(rùn)滑劑和增韌劑，實(shí)現(xiàn)了塑料制件的薄壁、高性能和易加工聚酯產(chǎn)品，但對(duì)于 350 μ m以下的薄膜阻燃性和機(jī)械性能不穩(wěn)定。專利申請(qǐng)?zhí)枮?0110039987(公布日2011年2月17日，發(fā)明名稱Method for the production of block copolycarbonate/phosphonates and compositions therefrom)的美國(guó)專利申請(qǐng)，公布了芳香族聚膦酸酯碳酸酯共聚物及其制備方法。公布號(hào)為CN101643574(公布日2010年2月10日)的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了通過共聚和共混兩步法改善聚酯薄膜的阻燃性，但由于阻燃體系中添加了含溴阻燃劑，難以在無 1 阻燃體系中得至 Ij 推廣。Huang L 等人(Formation of a flame retardant cyclodextrin inclusion compound and its app lication as a flame retardant for poly (ethylene terephthalate). Polymer Degradation and Stability，2001 年，71 :279-284.)曾用含磷和氮的阻燃劑與β -環(huán)糊精一起協(xié)同作用，使纖維級(jí)PET塑料薄膜的阻燃性能得到顯著提高，但垂直燃燒等級(jí)仍然為VTM-2級(jí)。從國(guó)際國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀來看，針對(duì)阻燃聚酯薄膜都未能理想的解決高分子材料薄膜無鹵阻燃與力學(xué)的矛盾，也未改變阻燃薄膜透明性較差的現(xiàn)狀。采用共混阻燃改性解決薄膜阻燃的解決思路，均是從促進(jìn)相容和增強(qiáng)阻燃同時(shí)進(jìn)行，主要是從促進(jìn)融滴和/或促進(jìn)成炭?jī)蓚€(gè)方面出發(fā)，都難以制得透明無鹵阻燃的高性能薄膜產(chǎn)品?，F(xiàn)有的技術(shù)缺點(diǎn)是采用共聚型的阻燃劑與對(duì)苯二甲酸和乙二醇進(jìn)行共聚的方式的成本高，工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大；共混型的阻燃劑與聚酯切片進(jìn)行共混的方式，由于阻燃劑的添加量大，機(jī)械性能不穩(wěn)定，材料不透明，不能用于顯示透光領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中阻燃聚酯材料制成的薄膜透明性差的缺陷，本發(fā)明提供一種大分子成炭阻燃聚酯材料及其制備方法，和由這種阻燃聚酯材料制得的薄膜及其制備方法。本發(fā)明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料阻燃性較好，其制備方法生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、易于操作。本發(fā)明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料制得的薄膜阻燃性和透明性均較好， 機(jī)械強(qiáng)度良好。其制備方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供下述技術(shù)方案本發(fā)明提供一種大分子成炭阻燃聚酯材料，它的特點(diǎn)是，所述聚酯材料，包括下述組分，下述份數(shù)為重量份數(shù)芳香族聚酯30-50份，大分子成炭聚合物30-50份，促成炭劑0. 01-1份，磷系阻燃劑10-18份，酯交換催化劑0. 1-1份；上述組分的總量為100份。所述磷系阻燃劑包括常見
的芳香族雙酚苯基聚膦酸酯均聚物，如聚苯基膦酸二苯砜酯、雙酚A苯基多聚膦酸酯、聚苯基膦酸二苯偶氮酯、聚苯基膦酸四溴雙酚A酯、聚苯基膦酸雙酚S酯、酚酞苯基多聚膦酸酯， 聚硫代苯基膦酸二苯砜酯等，以及芳香族聚膦酸酯碳酸酯共聚物等。本發(fā)明所述的磷系阻燃劑優(yōu)選含苯基的磷酰二氯(硫代磷酰二氯)與二酚類化合物，碳酸酯共聚的含磷高分子阻燃劑。所述磷系阻燃劑是適合于加工溫度的高分子聚含磷單元(次膦酸酯或磷酸酯)碳酸酯共聚物阻燃劑。進(jìn)一步的，所述大分子成炭阻燃聚酯材料還包括抗氧劑。進(jìn)一步的，所述大分子成炭阻燃聚酯材料包括下述組分，下述份數(shù)為重量份數(shù)芳香族聚酯35-45份，大分子成炭聚合物35-45份，促成炭劑0. 01-1份，磷系阻燃劑10-18份，酯交換催化劑0. 1-1份；上述組分的總量為100份。 進(jìn)一步的，所述芳香族聚酯包括PET，PBT，PTT，所述大分子成炭聚合物為聚碳酸酯或改性聚碳酸酯，所述促成炭劑為磺酸鹽，所述磷系阻燃劑為聚膦酸酯碳酸酯共聚物，所述酯交換催化劑為金屬絡(luò)合物或金屬氧化物。進(jìn)一步的，所述聚膦酸酯碳酸酯共聚物，結(jié)構(gòu)通式如下
ο
權(quán)利要求
1.一種大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述聚酯材料，包括下述組分，下述份數(shù)為重量份數(shù)芳香族聚酯30-50份，大分子成炭聚合物30-50份，促成炭劑0. 01-1份，磷系阻燃劑 10-18份，酯交換催化劑0. 1-1份；上述組分的總量為100份。
2.一種如權(quán)利要求1所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述芳香族聚酯包括PET，PBT，PTT，所述大分子成炭聚合物為聚碳酸酯或改性聚碳酸酯，所述促成炭劑為磺酸鹽，所述磷系阻燃劑為聚膦酸酯碳酸酯共聚物，所述酯交換催化劑為金屬絡(luò)合物或金屬氧化物。
3.—種如權(quán)利要求2所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述聚膦酸酯碳酸酯共聚物，結(jié)構(gòu)通式如下
4.一種如權(quán)利要求2所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述磺酸鹽包括堿金屬磺酸鹽，堿土金屬磺酸鹽，堿金屬含氟磺酸鹽，堿土金屬含氟磺酸鹽。
5.一種如權(quán)利要求3所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述磷系阻燃劑為聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP-co-PC)或聚苯基膦酸雙酚A酯碳酸酯共聚物 (PBPPP-co-PC)。
6.一種如權(quán)利要求1所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述酯交換催化劑為金屬絡(luò)合物，金屬離子包括Ti，Sb，Rh, Co，配體包括乙酰丙酮，西弗堿。
7.—種如權(quán)利要求1所述的大分子成炭阻燃聚酯材料，其特征在于，所述酯交換催化劑為金屬醇鹽，包括Ti (OR) 4，R是脂肪族取代基。
8.—種如權(quán)利要求1至7之一所述的大分子成炭阻燃聚酯材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟(1)將聚酯，大分子成炭劑干燥；(2)將聚酯和磷系阻燃劑高速攪拌混合均勻；(3)將步驟2所得產(chǎn)物與干燥后的大分子成炭劑，促成炭劑，酯交換催化劑，高速攪拌；(4)將步驟3所得產(chǎn)物在抽真空條件下熔融擠出，即得所述大分子成炭阻燃聚酯材料。
9.一種大分子成炭阻燃聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜的材料為權(quán)利要求1至7 之一所述的大分子成炭阻燃聚酯材料。
10.一種如權(quán)利要求9所述的大分子成炭阻燃聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，所述大分子成炭阻燃聚酯材料通過雙向拉伸工藝制得所述大分子成炭阻燃聚酯薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚酯材料和聚酯薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制備方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)中阻燃聚酯材料制成的薄膜透明性差的缺陷，本發(fā)明提供一種大分子成炭阻燃聚酯材料及其制備方法，和由這種聚酯材料制得的薄膜及其制備方法。本發(fā)明提供的聚酯材料包括芳香族聚酯30-50份，大分子成炭聚合物30-50份，促成炭劑0.01-1份，磷系阻燃劑10-18份，酯交換催化劑0.1-1份；上述組分的總量為100份。該大分子成炭阻燃聚酯材料阻燃性較好，其制備方法生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單、易于操作。本發(fā)明提供的聚酯材料制得的薄膜阻燃性和透明性均較好，機(jī)械強(qiáng)度良好；其制備方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作。
文檔編號(hào)C08L85/02GK102532816SQ20111045806
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:寧波長(zhǎng)陽(yáng)科技有限公司