一种大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制备方法

著录项
  • CN201110458062.3
  • 20111231
  • CN102532816A
  • 20120704
  • 宁波长阳科技有限公司
  • 不公告发明人
  • C08L67/00
  • C08K5/42 C08L85/02 C08L67/02 C08L67/00 C08L69/00 B29C55/12

  • 浙江省宁波市江北区竺巷东路中城绿地(1)-(4)
  • 浙江(33)
  • 北京中博世达专利商标代理有限公司
  • 张华
摘要
本发明涉及聚酯材料和聚酯薄膜领域,尤其涉及一种大分子成炭阻燃聚酯材料、聚酯薄膜及其制备方法。为了克服现有技术中阻燃聚酯材料制成的薄膜透明性差的缺陷,本发明提供一种大分子成炭阻燃聚酯材料及其制备方法,和由这种聚酯材料制得的薄膜及其制备方法。本发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,促成炭剂0.01-1份,磷系阻燃剂10-18份,酯交换催化剂0.1-1份;上述组分的总量为100份。该大分子成炭阻燃聚酯材料阻燃性较好,其制备方法生产成本低、工艺简单、易于操作。本发明提供的聚酯材料制得的薄膜阻燃性和透明性均较好,机械强度良好;其制备方法工艺简单、易于操作。
权利要求

1.一种大分子成炭阻燃聚酯材料,其特征在于,所述聚酯材料,包括下述组分, 下述份数为重量份数:

芳香族聚酯30‑50份,大分子成炭聚合物30‑50份,促成炭剂0.01‑1份, 磷系阻燃剂10‑18份,酯交换催化剂0.1‑1份;上述组分的总量为100份。

2.一种如权利要求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为聚碳酸酯或改性聚碳 酸酯,所述促成炭剂为磺酸盐,所述磷系阻燃剂为聚膦酸酯碳酸酯共聚物,所 述酯交换催化剂为金属络合物或金属氧化物。

3.一种如权利要求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,结构通式如下:

X=O或S;Z为下述取代基官能团之一:

其中,R 1,R 2是脂肪族取代基。

4.一种如权利要求2所述的大分子成炭阻燃聚酯材料,其特征在于,所述磺酸 盐包括碱金属磺酸盐,碱土金属磺酸盐,碱金属含氟磺酸盐,碱土金属含氟磺 酸盐。

5.一种如权利要求3所述的大分子成炭阻燃聚酯材料,其特征在于,所述磷系 阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)或聚苯基膦酸双 酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)。

6.一种如权利要求1所述的大分子成炭阻燃聚酯材料,其特征在于,所述酯交 换催化剂为金属络合物,金属离子包括Ti,Sb,Rh,Co,配体包括乙酰丙酮,西 弗碱。

7.一种如权利要求1所述的大分子成炭阻燃聚酯材料,其特征在于,所述酯交 换催化剂为金属醇盐,包括Ti(OR) 4,R是脂肪族取代基。

8.一种如权利要求1至7之一所述的大分子成炭阻燃聚酯材料的制备方法,其 特征在于,所述方法包括下述步骤:

(1)将聚酯,大分子成炭剂干燥;

(2)将聚酯和磷系阻燃剂高速搅拌混合均匀;

(3)将步骤2所得产物与干燥后的大分子成炭剂,促成炭剂,酯交换催化 剂,高速搅拌;

(4)将步骤3所得产物在抽真空条件下熔融挤出,即得所述大分子成炭阻 燃聚酯材料。

9.一种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为权利要 求1至7之一所述的大分子成炭阻燃聚酯材料。

10.一种如权利要求9所述的大分子成炭阻燃聚酯薄膜的制备方法,其特征在 于,所述大分子成炭阻燃聚酯材料通过双向拉伸工艺制得所述大分子成炭阻燃 聚酯薄膜。

说明书
技术领域

本发明涉及聚酯材料和聚酯薄膜领域,尤其涉及一种大分子成炭阻燃聚 酯材料、聚酯薄膜及其制备方法。

现有技术中,阻燃聚酯薄膜的制备方法主要有两种:一是采用共聚型的 阻燃剂与对苯二甲酸和乙二醇进行共聚,制备阻燃聚酯切片,再通过双向拉 伸工艺制成薄膜;二是共混型的阻燃剂与聚酯切片进行共混,挤出制成阻燃 母粒,然后再通过双向拉伸工艺制成薄膜。

目前主要的研究集中在聚酯薄膜中混入溴系、磷系、无机系等阻燃剂的 方法,或者将含有卤素的成分或含有磷的成分进行共聚的方法。

刘吉平等在《中国阻燃》2010年第2期,15‑18页,“低熔点PET的无卤阻 燃特征研究”中,采用在低熔点聚酯薄膜表面涂覆的技术,将处理后的聚磷 酸铵/复配阻燃材料滚涂到PET薄膜表面,用于电子封装,但它的耐湿热性能 降低,阻燃性也较低。日本东丽公司在申请号为200410002478.4(公布号 CN1517402A,公布日:2004年8月4日)的中国专利申请中公布了,把特殊的 有机和无机混合材料叠加在PET薄膜的两侧形成的一种复合薄膜。这种结构使 薄膜能控制可燃性气体扩散,在极短的时间内灭火,还能完全控制熔融燃烧 聚合物的滴落,达到UL 94标准VTM‑0级。

关于共聚阻燃聚酯薄膜的研制主要有:臧国强(阻燃薄膜用聚酯的研制, 《现代塑料加工应用》,2002年,15(3)期,12‑14页)采用DMT法,合成了阻 燃型PET,并进行了双向拉伸薄膜试验;申请号为200310104141.X(公布号: CN1554703,公布日:2004年12月15日)的中国专利申请公布了聚酯切片与阻 燃剂熔融共混方法生产阻燃聚酯薄膜。采用该方法制备的聚酯薄膜不能全部 达到VTM‑0阻燃等级,也未提及薄膜的透明性。申请号为200510094123.7(公 布号:CN1923889,公布日:2007年3月7日)的中国专利申请公布了,采用在 聚酯生产中加入有机硅酸盐的方法合成聚酯,制成阻燃聚酯薄膜。王树霞等 (阻燃膜用聚酯的研制及性能研究[J].《合成技术及应用》,2009年,24(3) 期,1‑4页)采用PTA法,通过在聚酯聚合过程中添加含磷阻燃剂合成阻燃聚 酯切片,并以此聚酯为原料制成阻燃聚酯薄膜。上述制备的聚酯薄膜在UL94 阻燃等级的测试中存在融滴现象,实际上未达到VTM‑0阻燃等级的要求。此 外也未提及该类共聚改性阻燃聚酯薄膜热稳定性和透明性的指标。

由于共聚的工艺复杂,生产路线调整大,成本高;而涂覆的设备投入大, 产品的耐湿热性能均大幅降低,在电子电器领域应用都有较大的障碍。因此, 以新型的共混阻燃聚酯来生产阻燃片材和薄膜,是最有效可行的方法。

公布号为US6794432,公布日为2004年9月21日的美国专利申请描述了添 加5‑10%的Amgard P1045(Albright & wilison公司生产)的,含磷阻燃剂改性 聚酯薄膜的方法,阻燃薄膜透光率高达90%以上,但阻燃性较差。Clariant在 申请号为US2009/0088512,申请日为2009年4月2日的美国专利申请,DSM公 司在申请号为US2006/0111519,申请日为2006年5月25日的美国专利申请中, 分别采用有机磷酸盐、有机次磷酸盐等阻燃剂与环状酯化合物润滑剂和增韧 剂,实现了塑料制件的薄壁、高性能和易加工聚酯产品,但对于350μm以下的 薄膜阻燃性和机械性能不稳定。

专利申请号为20110039987(公布日:2011年2月17日,发明名称:Method  for the production of block copolycarbonate/phosphonates and compositions  therefrom)的美国专利申请,公布了芳香族聚膦酸酯碳酸酯共聚物及其制备 方法。

公布号为CN101643574(公布日:2010年2月10日)的中国专利申请公开 了通过共聚和共混两步法改善聚酯薄膜的阻燃性,但由于阻燃体系中添加了 含溴阻燃剂,难以在无卤阻燃体系中得到推广。Huang L等人(Formation ofa  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剂与β‑环糊精一起协同作用,使 纤维级PET塑料薄膜的阻燃性能得到显著提高,但垂直燃烧等级仍然为VTM‑2 级。

从国际国内的研究现状来看,针对阻燃聚酯薄膜都未能理想的解决高分 子材料薄膜无卤阻燃与力学的矛盾,也未改变阻燃薄膜透明性较差的现状。 采用共混阻燃改性解决薄膜阻燃的解决思路,均是从促进相容和增强阻燃同 时进行,主要是从促进融滴和/或促进成炭两个方面出发,都难以制得透明无 卤阻燃的高性能薄膜产品。

现有的技术缺点是:采用共聚型的阻燃剂与对苯二甲酸和乙二醇进行共 聚的方式的成本高,工艺复杂,设备投资大;共混型的阻燃剂与聚酯切片进 行共混的方式,由于阻燃剂的添加量大,机械性能不稳定,材料不透明,不 能用于显示透光领域。

为了克服现有技术中阻燃聚酯材料制成的薄膜透明性差的缺陷,本发明 提供一种大分子成炭阻燃聚酯材料及其制备方法,和由这种阻燃聚酯材料制 得的薄膜及其制备方法。本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料阻燃性较好, 其制备方法生产成本低、工艺简单、易于操作。本发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较好,机械强度良好。其制备方法 工艺简单、易于操作。

为了解决上述技术问题,本发明提供下述技术方案:

本发明提供一种大分子成炭阻燃聚酯材料,它的特点是,所述聚酯材料, 包括下述组分,下述份数为重量份数:

芳香族聚酯30‑50份,大分子成炭聚合物30‑50份,促成炭剂0.01‑1份,磷系阻 燃剂10‑18份,酯交换催化剂0.1‑1份;上述组分的总量为100份。所述磷系阻燃 剂包括常见的芳香族双酚苯基聚膦酸酯均聚物,如聚苯基膦酸二苯砜酯、双 酚A苯基多聚膦酸酯、聚苯基膦酸二苯偶氮酯、聚苯基膦酸四溴双酚A酯、聚 苯基膦酸双酚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。

本发明所述的磷系阻燃剂优选含苯基的磷酰二氯(硫代磷酰二氯)与二 酚类化合物,碳酸酯共聚的含磷高分子阻燃剂。

所述磷系阻燃剂是适合于260‑280℃加工温度的高分子聚含磷单元(次膦 酸酯或磷酸酯)碳酸酯共聚物阻燃剂。

进一步的,所述大分子成炭阻燃聚酯材料还包括抗氧剂。

进一步的,所述大分子成炭阻燃聚酯材料包括下述组分,下述份数为重 量份数:

芳香族聚酯35‑45份,大分子成炭聚合物35‑45份,促成炭剂0.01‑1份, 磷系阻燃剂10‑18份,酯交换催化剂0.1‑1份;上述组分的总量为100份。

进一步的,所述芳香族聚酯包括PET,PBT,PTT,所述大分子成炭聚合 物为聚碳酸酯或改性聚碳酸酯,所述促成炭剂为磺酸盐,所述磷系阻燃剂为 聚膦酸酯碳酸酯共聚物,所述酯交换催化剂为金属络合物或金属氧化物。

进一步的,所述聚膦酸酯碳酸酯共聚物,结构通式如下:


X=O或S;Z为下述取代基官能团:


其中R1,R2是脂肪族取代基。优选的R1,R2是甲基或乙基。

所述磷系阻燃剂的特性粘度是1.0‑1.4dl/g,阻燃剂优选的特性粘度是 1.3dl/g,Tg为110‑140℃,优选的Tg为129℃,熔点为256‑260℃,磷含量为 2.0‑4.0%,优选的磷含量为3.1%。

进一步的,所述磺酸盐包括碱金属磺酸盐,碱土金属磺酸盐,氟磺酸盐。 所述氟磺酸盐包括全氟烷基磺酸盐,其中,烷基包括丙基、丁基、戊基、庚 基或辛基。

进一步的,所述磷系阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物 (PSPPP‑co‑PC)或聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)。

进一步的,所述酯交换催化剂为金属络合物,金属离子包括Ti,Sb,Rh,Co, 配体包括乙酰丙酮,西弗碱。酯交换催化剂可以是乙酰丙酮钴。

进一步的,所述酯交换催化剂为金属醇盐,包括Ti(OR)4,R是脂肪族取 代基。

本发明还提供上述大分子成炭阻燃聚酯材料的制备方法,它的特点是, 所述方法包括下述步骤:

(1)将聚酯,大分子成炭剂干燥;优选使其水分含量在200ppm以下;

(2)将聚酯和磷系阻燃剂高速搅拌混合均匀;其中,搅拌机转速为 750r/min;

(3)将步骤2所得产物与大分子成炭剂,促成炭剂,酯交换催化剂,高 速搅拌混合;

(4)将步骤3所得产物在抽真空条件下熔融剂出,即得所述大分子成炭 阻燃聚酯材料。

进一步的,上述步骤(3)中还包括抗氧剂。

本发明还提供一种大分子成炭阻燃聚酯薄膜,它的特点是,所述聚酯薄 膜的材料为上述的大分子成炭阻燃聚酯材料。所述薄膜的厚度为50‑200μm。

进一步的,所述薄膜的厚度为60‑100μm。或者,所述薄膜的厚度为 150‑180μm。

本发明还提供上述大分子成炭阻燃聚酯薄膜的制备方法,它的特点是, 所述大分子成炭阻燃聚酯材料通过双向拉伸工艺制得所述大分子成炭阻燃聚 酯薄膜。

优选的,将45份的PC和磺酸盐0.1份投入到双螺杆挤出机中制备成复合材 料,然后再和45份的芳香族聚酯,9.8份磷系阻燃剂,0.1份酯交换催化剂,在 温度250‑300℃,压力处于10‑150Pa的真空条件下熔融挤出,制得阻燃聚酯材 料。

所述阻燃聚酯薄膜的制造步骤较好的是将制得的阻燃聚酯熔体在 120‑150℃范围干燥2‑8小时,当物料水分低于200ppm后,进入挤出机系统, 然后经双轴定向拉伸,即得阻燃聚酯薄膜。

本发明提供的阻燃聚酯薄膜,其阻燃机理是:PC作为大分子成炭聚合物 在磺酸盐阻燃剂存在下更易发生交联,生成较多的芳香族化合物,构成炭层 前驱体。同时由于PC和聚酯(PET、PBT、PTT)之间的酯交换作用,使得 含磷阻燃剂和PET之间的物理和化学作用更加匹配,使得PC的早期炭层前 驱体与PET后期形成的炭层交互作用,形成了更完善的保护性炭层,提高了 阻燃剂的凝固相阻燃作用,通过不同阶段的残炭XPS得到相应证实。

由于PC和PET在酯交换催化剂(如:乙酰丙酮钴)的催化下,熔融状 态中发生酯交换反应生成单Tg‑100℃的无定形相容体系(从差示扫描量热 DSC图谱中看,DSC只有一个玻璃化转变的无定形相容体系,其中Tg为100 ℃)。不仅提高了共混物的力学性能和阻燃性能,还使得聚合物的透光率得到 提高,本发明中,根据需要调节阻燃剂,酯交换催化剂的含量,就可以生成 出不同的阻燃、透光性能的阻燃聚酯薄膜。

本发明采用高分子量的磷系阻燃剂作用PC和聚酯熔融酯交换复合材料, 以大分子成炭剂诱导聚酯(PET、PBT、PTT)成炭,改善了传统阻燃聚酯薄 膜制品的阻燃性能和力学性能,还使得聚酯薄膜制品的透明性得到维持,其 氧指数高,阻燃等级高(阻燃性能较好):传统阻燃薄膜制品在3秒内点燃后, 都伴有熔融滴落行为,引燃了实验装置下的脱脂棉,而由本发明提供的阻燃 聚酯薄膜在测试时,3秒不能被点燃,也不引燃脱脂棉。

与现有技术相比,本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料在熔融挤出加 工的过程中,原位发生酯交换反应生成嵌断共聚物,从而PC和PET形成均 匀体系,降低阻燃剂的添加量和对薄膜的HDT、力学性能的影响,进而获得 较好的阻燃性和透光性。本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料及由其制得 的聚酯薄膜可广范用于LCD、LED显示,高透明显示和高透明航空航天显示 窗以及对制品透光和安全有特殊要求的领域。本发明提供的大分子成炭阻燃 聚酯材料、聚酯薄膜的制备方法工艺简单,易于操作。

图1为本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯薄膜的剖面示意图。

其中,1为大分子成炭阻燃聚酯薄膜。

如图1所示,本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯薄膜1的厚度为 50‑200μm。

本发明中所述的苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC),和聚 苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC),可从市场购买;也可以采 用现有技术自己制备,如,参考申请号为20110039987的美国专利申请所公 布的制备方法制备;或者采用下述制备方法。

苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)的制备方法:

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)的中间体为聚苯基膦 酸二苯砜酯,其制备的合成方法如下,其中聚苯基膦酸二苯砜酯合成反应式 为:


在装有搅拌装置并有氮气进出口的500毫升三颈烧瓶中加入1mol苯膦酰 二氯、1mol双酚S以及0.08mol的氯化钙,然后通入氮气并在搅拌下逐渐加热升 温到250℃,使之熔融反应3小时,待反应结束冷却后,加入氯仿至反应物完 全溶解,然后倒入体积为反应物溶液体积5倍及以上的甲醇,沉淀析出白粉 末状产物,将白粉末状产物从共沉淀甲醇中抽滤出,然后干燥,干燥可采 取自然风干,也可采取烘干,最好真空烘干。产物产率89%,产物熔融温度 170℃。

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)的合成反应式为:


在装有搅拌器、温度计、冷凝管、衡压漏斗的四口烧瓶中,加入2mol双 酚A、1mol中间体聚苯基膦酸二苯砜酯、12mol NaOH、6L水、0.25mol三 乙胺和5mol相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵(TMBA);将1mol三氯甲 基碳酸酯溶于4L CH2Cl2中,在强烈搅拌,60min内滴加到反应瓶中,继续反 应10min。分离有机相,用蒸馏水洗涤至中性,无水乙醇沉淀,过滤,用蒸 馏水洗涤2次,在70℃下真空干燥24h,得白纤维状聚合物。

聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)的制备方法:

聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)的中间体为聚苯基膦 酸双酚A酯,其制备的合成方法如下,聚苯基膦酸双酚A酯合成反应式为:


在装有搅拌装置并有氮气进出口的500毫升三颈烧瓶中加入1mol苯膦酰 二氯、1mol双酚A以及0.08mol的氯化钙,然后通入氮气并在搅拌下逐渐加热 升温到200℃,使之熔融反应5小时,再提高温度到250℃反应3小时,待反应 结束冷却后,加入苯甲醇至反应物完全溶解,然后倒入体积为反应物溶液体 积5倍及以上的乙醇,沉淀析出白粉末状产物,将白粉末状产物从共沉淀 乙醇中抽滤出,然后干燥,干燥可采取自然风干,也可采取烘干,最好真空 烘干。产物产率90%,产物熔融温度140℃。

聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)的合成反应式为:


在装有搅拌器、温度计、冷凝管、衡压漏斗的四口烧瓶中,加入2mol双 酚A、1mol中间体聚苯基膦酸双酚A酯、12mol NaOH、6L水、0.25mol三 乙胺和5mol相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵(TMBA);将1mol三氯甲 基碳酸酯溶于4L CH2Cl2中,在强烈搅拌,60min内滴加到反应瓶中,继续反 应10min。分离有机相,用蒸馏水洗涤至中性,无水乙醇沉淀,过滤,用蒸 馏水洗涤2次,在70℃下真空干燥24h,得白纤维状聚合物。

本发明下述实施例所用的其它原料和试剂为市场上常见的产品,可采用:

PET,江苏仪征化纤纺织有限公司生产,特性粘度为0.64dl/g;

PC,德国bayer公司生产,产品型号2805,特性粘度0.44dl/g;

三氯甲基碳酸酯,工业级,纯度99%,山东青岛市企铭化工有限公司;

双酚A,双酚S,苯膦酰二氯,十六烷基三甲基溴化铵,二氯甲烷,苯甲 醇,甲醇,乙醇,氯化钙,NaOH,三乙胺,乙酰丙酮钴(II)或乙酰丙酮钴 (III),上述这些试剂均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。

金属磺酸盐,如全氟磺酸钠(NaFBS)、全氟磺酸钾(KFBS)、N‑甲基 N‑苯基苯磺酰胺钠盐(NaBSMP)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)、2,4,5‑三氯苯磺 酸钠(STB)、苯磺酰基苯磺酸钾(KSS),工业纯,纯度97%,购自东莞恒桥化 工有限公司。

本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯材料的制备方法,包括如下步骤:

按照大分子成炭阻燃聚酯材料100份,其中,芳香族聚酯30‑50份,大分子 成炭聚合物30‑50份,促成炭剂0.01‑1份,磷系阻燃剂10‑18份,酯交换催化剂 0.1‑1份。

上述原材料按照比例称量,芳香族聚酯和大分子成炭聚合物干燥,之后 在250‑350℃和抽真空10‑150Pa条件下,双螺杆熔融挤出,制备出所述大分子 成炭阻燃聚酯材料。

上述大分子成炭阻燃聚酯材料还可以加入抗氧剂,抗氧剂的添加量为现 有技术中常用的添加量,优选其含量为大分子成炭阻燃聚酯材料总重量的 0.4%。所述抗氧剂包括常用的抗氧剂,如抗氧剂1010,抗氧剂168。

本发明可以先制备出大分子成炭阻燃聚酯材料备用,大分子成炭阻燃聚 酯薄膜的制备方法包括如下步骤:

(1)将制得的大分子成炭阻燃聚酯材料在120‑180℃下进行干燥,使物 料所含水分低于200ppm;

(2)步骤(1)所得产物经熔融挤出、双轴定向拉伸,即得阻燃聚酯薄 膜。

本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯薄膜的制备方法,还可以包括大分子 成炭阻燃聚酯的制备过程,具体包括如下步骤:

(1)机械预混合

将芳香族聚酯、聚碳酸酯干燥;将芳香族聚酯和磷系阻燃剂高速搅拌混 合,搅拌机转速为750r/min,制备成处理料;将处理料、促成炭剂、酯交换催 化剂、抗氧剂,聚碳酸酯高速搅拌混合,搅拌机转速为750r/min。

(2)熔融混合

将步骤(1)所得产物在260‑280℃,抽真空条件下熔融挤出成厚片;

(3)阻燃薄膜的制备

将步骤(2)所得厚片经过冷却铸片(40℃)、纵向拉伸(110℃,3.2倍)、 横向拉伸(100℃,3倍)、热定型(200℃以及170℃)、收卷工序制得厚度为 50‑200μm的阻燃聚酯薄膜。

下述实施例中,大分子成炭阻燃聚酯薄膜的制备方法与上述制备方法相 同。所述的份数为重量份。

实施例1:

成分含量

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)                42.5份

聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)    13.7份

KFBS促成炭剂    0.1份

乙酰丙酮钴(II)    0.1份

抗氧剂            0.6份

聚碳酸酯(PC)    43份

实施例2:

成分含量

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)    41.5份

聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)    12.5份

KSS促成炭剂                                0.1份

乙酰丙酮钴(III)                            0.1份

抗氧剂          0.6份

聚碳酸酯(PC)    44.2份

实施例3:

成分含量

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET)  43.5份

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)    14.5份

PPFBS促成炭剂    0.1份

乙酰丙酮钴(III)    0.1份

抗氧剂    0.6份

聚碳酸酯(PC)    41.2份

实施例4:

成分含量

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET)    42.5份

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)    14.5份

PPFBS促成炭剂    0.1份

乙酰丙酮钴(III)    0.1份

抗氧剂    0.6份

聚碳酸酯(PC)    42.2份

实施例5:

成分含量

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET)    48份

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)    10份

KSS促成炭剂    0.1份

乙酰丙酮钴(II)    0.1份

抗氧剂    0.6份

聚碳酸酯(PC)    41.2份

实施例6:

成分含量

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)    41.5份

聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)    13.5份

STB促成炭剂    0.1份

聚合物负载的西弗碱钴络合物    0.1份

抗氧剂    0.6份

聚碳酸酯(PC)    44.2份

性能特点:将上述实施例中的成分制备成大分子成炭阻燃聚酯材料,并 进一步制成大分子成炭阻燃聚酯薄膜,并制成标准样条进行力学和阻燃性能 测试。下面表1为阻燃聚酯薄膜的性能测试项目和依据的检测方法。

表1阻燃聚酯薄膜的主要性能目标(以例6所制得的大分子成炭阻燃聚 酯材料通过双向拉伸制成的80μm厚的薄膜为例)


采用表1所示的检测方法对上述实施例制得的聚酯薄膜进行测试,其测 试结果如表2所示。

表2



表2中的比较例1是三菱树脂上海贸易有限公司的产品,产品型号是 FR02,透明薄膜;比较例2是江苏裕兴薄膜科技股份有限公司的产品,产品 型号是6023T,透明薄膜。

实施例7

将45份的PC和磺酸盐KFBS 0.1份投入到双螺杆挤出机中制备成复合材 料,然后再和45份的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片,9.8份聚苯基膦酸双酚A酯 碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC),0.1份乙酰丙酮钴催化剂,在温度250‑300℃, 压力处于10‑150Pa的真空条件下熔融挤出,制得阻燃聚酯材料。

将制得的阻燃聚酯熔体在120‑150℃范围干燥2‑8小时,当物料水分低于 200ppm后,进入挤出机系统,然后经双轴定向拉伸,制得阻燃聚酯薄膜。

实施例8

芳香族聚酯PET30份,聚碳酸酯50份,促成炭剂N‑甲基N‑苯基苯磺酰 胺钠盐(NaBSMP)1份,聚苯基膦酸二苯砜酯18份,酯交换催化剂(金属络 合物,金属离子Ti,配体是乙酰丙酮)1份。

实施例9

芳香族聚酯PTT50份,聚碳酸酯30份,促成炭剂全氟丁基磺酸钾(PPFBS) 1份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)18份, 酯交换催化剂(金属络合物,金属离子Sb,配体乙酰丙酮)1份。

实施例10

芳香族聚酯PBT40份,改性聚碳酸酯40份,促成炭剂2,4,5‑三氯苯磺酸 钠(STB)1份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC) 18份,酯交换催化剂(金属络合物,金属离子Rh,配体西弗碱)1份。

实施例11

芳香族聚酯PBT40份,改性聚碳酸酯49.89份,促成炭剂苯磺酰基苯磺 酸钾(KSS)0.01份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP ‑co‑PC)10份,酯交换催化剂(金属络合物,金属离子Co,配体西弗碱)0.1份。

实施例12

芳香族聚酯PET45份,聚碳酸酯40.4份,促成炭剂苯磺酰基苯磺酸钾 (KSS)0.1份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC) 14份,酯交换催化剂Ti(OPr)40.5份。

实施例13

芳香族聚酯PTT35份,聚碳酸酯49份,促成炭剂全氟辛烷磺酸盐0.5份, 磷系阻燃剂酚酞苯基多聚膦酸酯15份,酯交换催化剂Ti(OMe)40.5份。

实施例7至13所制备的阻燃聚酯材料进一步制得阻燃聚酯薄膜,其性能 参数见表3。

表3



实施例14

芳香族聚酯PET35份,聚碳酸酯45份,促成炭剂全氟辛烷磺酸盐1份, 磷系阻燃剂聚硫代苯基膦酸二苯砜酯18份,酯交换催化剂Ti(OPr)41份。

实施例15

芳香族聚酯PET45份,聚碳酸酯35份,促成炭剂全氟磺酸钠(NaFBS) 1份,磷系阻燃剂双酚A苯基多聚膦酸酯18份,酯交换催化剂1份。

实施例16

芳香族聚酯PET40份,聚碳酸酯40份,促成炭剂N‑甲基N‑苯基苯磺酰胺钠 盐(NaBSMP)1份,磷系阻燃剂双酚A苯基多聚膦酸酯18份,酯交换催化剂 Ti(OPr)41份。

实施例17

芳香族聚酯PTT38份,聚碳酸酯44份,促成炭剂2,4,5‑三氯苯磺酸钠(STB) 0.01份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸双酚S酯17.89份,酯交换催化剂Ti(OBu)40.1 份。

实施例18

芳香族聚酯PTT44份,聚碳酸酯39份,促成炭剂全氟丁烷磺酸盐0.5份, 磷系阻燃剂聚苯基膦酸双酚S酯16份,酯交换催化剂Ti(OBu)40.5份。

实施例19

芳香族聚酯PBT45份,改性聚碳酸酯44份,促成炭剂全氟戊烷磺酸盐 0.5份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸二苯砜酯碳酸酯共聚物(PSPPP‑co‑PC)10份, 酯交换催化剂Ti(OMe)40.5份。

实施例20

芳香族聚酯PBT42份,改性聚碳酸酯42份,促成炭剂全氟磺酸钾(KFBS) 0.6份,磷系阻燃剂聚苯基膦酸双酚A酯碳酸酯共聚物(PBPPP‑co‑PC)15份, 酯交换催化剂乙酰丙酮钴0.4份。

实施例14至20所制备的阻燃聚酯材料进一步制得阻燃聚酯薄膜,其性 能参数见表4。

表4


上述表1至表4中的测试数据表明,本发明提供的大分子成炭阻燃聚酯 薄膜的阻燃性和透光性较好,机械性能也比较好。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护 范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰,均涵盖在本发明的专利 范围内。

本文发布于:2024-09-25 11:21:15,感谢您对本站的认可!

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