一种阻燃聚芳酯及其制备方法与流程

本发明涉及聚芳酯制备，具体涉及一种阻燃聚芳酯及其制备方法。

背景技术：

1、热致性液晶聚芳酯(tlcp)是一种能在熔点以上呈现液晶性的聚合物，其分子结构由酯键与芳环相互连接而成，形成刚性长条棍棒状的分子单元，并且分子链高度取向，具有优良的力学性能、耐热性、耐化学性等，可作为一种工程塑料，广泛应用于汽车机械、航空航天、电子电器等领域。虽然聚芳酯具有较好的阻燃性，但作为一种聚酯材料，其在阻燃改性过程中还存在一些问题。

2、目前针对聚芳酯的阻燃改性更多是添加含磷单体共聚以得到具有一定阻燃效果的聚芳酯。中国发明专利cn 118206772a公开了一种阻燃液晶聚芳酯及其制备方法，先合成了一种石墨烯富集反应型dopo阻燃剂，将其表面酰氯化后与乙酰化单体、非乙酰化含羧基单体在通保护气的条件下熔融缩聚，再经后处理得到氧化石墨烯富集dopo型含磷阻燃液晶聚芳酯，在700℃空气氛围下残碳率为40％～80％，阻燃性能优良；但其制备过程复杂，所需有机溶剂种类较多，成本较高，难以工业化大批量生产。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术工艺复杂、成本较高、所用有机试剂回收复杂的技术缺陷，提供一种阻燃聚芳酯及其制备方法。本发明通过阻燃后整理技术以简便的流程、低廉的成本赋予聚芳酯良好的阻燃性能。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种阻燃聚芳酯的制备方法，将磷酸酯阻燃剂配制成溶液后调节溶液的ph值至6～6.5后，将其作为阻燃整理液通过浸渍-焙烘法整理得到磷酸酯阻燃聚酯纤维制品，包括如下步骤：

4、(1)将磷酸酯阻燃剂溶于水中，得到阻燃剂溶液；

5、(2)加入ph调节剂将步骤(1)得到的溶液调至弱酸性；

6、(3)向步骤(2)得到的溶液中加入非离子表面活性剂与防泳移剂，均匀分散后得到阻燃整理液；

7、(4)将聚芳酯在步骤(3)得到的阻燃整理液中浸渍一段时间后二浸二轧，轧除多余水分；

8、(5)将经过步骤(4)处理的聚芳酯依次进行预烘、焙烘，经水洗后干燥得到阻燃聚芳酯。

9、优选地，步骤(1)中，所述磷酸酯阻燃剂具有如式(i)(环状磷酸酯)或式(ii)(磷酸三乙酯)所示的化学结构：

10、

11、优选地，步骤(1)中，所述阻燃剂溶液的浓度为100～200g/l。

12、优选地，步骤(2)中，所述ph调节剂为氢氧化钠溶液或乙醇胺溶液。

13、优选地，步骤(2)中，所述弱酸性为ph6～6.5。

14、优选地，步骤(3)中，所述非离子表面活性剂为司班60(山梨醇酐单硬脂酸酯)。

15、优选地，步骤(3)中，所述防泳移剂为rg-sdv，有效成分为丙烯酸聚合物。

16、优选地，步骤(3)中，所述非离子表面活性剂与防泳移剂的用量为等量。

17、优选地，步骤(3)中，所述非离子表面活性剂与防泳移剂的用量分别为0.5～2g/l。

18、优选地，步骤(4)中，所述聚芳酯为聚芳酯纤维或聚芳酯织物。

19、优选地，步骤(4)中，所述浸渍的时间为10min，浴比为1：30～1：50。

20、优选地，步骤(4)中，轧除多余水分，聚芳酯的轧佘率为70％～80％；轧佘率为织物上的带液量，轧佘率过低，织物上的阻燃剂含量低，阻燃效果稍差；但阻燃剂在织物上会达到一定的饱和，轧佘率过高，阻燃剂含量高，大部分只能吸附在织物表面，无法进入纤维内部，经水洗后去除，造成浪费。

21、优选地，步骤(5)中，所述预烘的温度为70～100℃，时间为1～10min。

22、优选地，步骤(5)中，所述焙烘的温度为100～180℃(焙烘温度的设置应保证聚芳酯纤维的大分子链段可以打开，焙烘温度应高于聚芳酯玻璃化温度，但低于软化温度)，时间为1～10min。

23、本发明整理工艺流程：配液→二浸二轧(轧佘率70％～80％)→预烘(90℃×5min)→焙烘(160～170℃×5～10min)→水洗→烘干。

24、一种阻燃聚芳酯，采用如上所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法制备得到。

25、本发明的基本原理：

26、在高温浸渍和焙烘过程中，聚芳酯纤维的大分子链段打开，磷酸酯可进入聚芳酯纤维内部并产生结合，因此磷酸酯的耐水洗性能好；而通过阻燃整理液将磷酸酯引入聚芳酯织物可起到阻燃效果，具体而言包括两方面，即：

27、(1)凝聚相：磷酸酯在聚芳酯热氧化裂解的温度下先受热分解出磷酸，进一步脱水聚合形成聚磷酸，使聚芳酯脱水碳化，减少可燃气体的产生并形成结构致密不易燃烧的焦炭层；聚磷酸是一种呈玻璃状的熔体，可附着在聚芳酯表面隔离氧气以及挥发性裂解产物的释放，从而起到阻燃效果；

28、(2)气相：磷酸酯在高温下分解释放出磷酸，会与碳反应生成hpo2·自由基，hpo2·可捕获高能量的氢与羟基自由基，抑制气相燃烧反应。

29、其中，本发明阻燃整理液由阻燃剂、非离子表面活性剂、抗泳移剂、ph调节剂和水组成；非离子表面活性剂作用是使阻燃剂在水中分散均匀，抗泳移剂的作用是避免烘干过程中阻燃剂随水分蒸发而移动，加入阻燃剂后需要使用氢氧化钠将ph调至6～6.5，避免碱性状态下磷酸酯分解。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、本发明采用阻燃后处理，所用阻燃整理液以水与阻燃剂、抗泳移剂、非离子表面活性剂、ph调节剂调配而成，回收处理简单，对环境污染小，通过二浸二轧的工艺流程赋予聚芳酯织物更高的阻燃性能以拓宽其使用场景，成本低廉，简便可行。

技术特征：

1.一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述磷酸酯阻燃剂具有如式(i)或式(ii)所示的化学结构：

3.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阻燃剂溶液的浓度为100～200g/l；步骤(2)中，所述ph调节剂为氢氧化钠溶液或乙醇胺溶液；所述弱酸性为ph6～6.5。

4.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述非离子表面活性剂为司班60。

5.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述防泳移剂为rg-sdv。

6.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述非离子表面活性剂与防泳移剂的用量为等量；所述非离子表面活性剂与防泳移剂的用量分别为0.5～2g/l。

7.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述聚芳酯为聚芳酯纤维或聚芳酯织物。

8.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述浸渍的时间为10min，浴比为1：30～1：50；轧除多余水分，聚芳酯的轧佘率为70％～80％。

9.如权利要求1所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述预烘的温度为70～100℃，时间为1～10min；所述焙烘的温度为100～180℃，时间为1～10min。

10.一种阻燃聚芳酯，其特征在于，采用如权利要求1～9任意一项所述的一种阻燃聚芳酯的制备方法制备得到。

技术总结本发明公开了一种阻燃聚芳酯及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将磷酸酯阻燃剂溶于水中，得到阻燃剂溶液；(2)加入pH调节剂将溶液调至弱酸性；(3)向溶液中加入非离子表面活性剂与防泳移剂，均匀分散后得到阻燃整理液；(4)将聚芳酯在阻燃整理液中浸渍一段时间后二浸二轧，轧除多余水分；(5)将经过处理的聚芳酯依次进行预烘、焙烘，经水洗后干燥得到阻燃聚芳酯。本发明采用阻燃后处理，所用阻燃整理液以水与阻燃剂、抗泳移剂、非离子表面活性剂、pH调节剂调配而成，回收处理简单，对环境污染小，通过二浸二轧的工艺流程赋予聚芳酯织物更高的阻燃性能以拓宽其使用场景，成本低廉，简便可行。技术研发人员：梁钊睿,罗艇,施升洁,宋丹,王燕萍受保护的技术使用者：宁波海格拉新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18