專利名稱：一種磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法
技術領域：
本發明屬于一種聚酯薄膜的制造方法，涉及一種主體成分為對苯二甲酸乙二醇酯，用于電機、電器絕緣材料以及建筑裝飾材料等對制品安全有特殊要求的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法。
背景技術：
現有技術中，阻燃聚酯薄膜的制備方法主要有三種一是采用在普通聚酯薄膜表面涂敷帶有阻燃性基團的高分子材料層的方法；二是采用將普通聚酯薄膜與具有阻燃性的特種薄膜復合而成的方法；三是采用將阻燃劑與聚酯切片進行混合擠出做成阻燃母料，然后擠出厚片再拉成薄膜。現有技術的不足之處是第一種方式的成本高，工藝復雜，設備投資大；第二種方式，其機械強度不穩定、厚度不均勻，影響其使用；在第三種方式中，如果采用外添加的阻燃劑，則其阻燃劑在高分子樹脂中的混合不夠均勻，易析出，影響阻燃效果。
發明內容
本發明的目的旨在克服上述現有技術中的不足，提供一種聚酯薄膜制品的氧指數高、阻燃效果好的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法。
本發明的內容是一種磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征之處是由下列步驟組成(1)阻燃共聚酯的合成按100份重量的聚對苯二甲酸乙二醇酯、1-15份重量的阻燃劑、0.001-1份重量的醋酸鹽類催化劑的配比取量，在250℃-355℃和10-150Pa的熔融條件下，進行接枝反應3-6小時，制得阻燃聚酯；(2)阻燃聚酯薄膜的制造將制得的阻燃聚酯在120℃-180℃下進行干燥，當物料所含水份達到5-200ppm后，在氮氣保護下，經熔融擠出、雙軸定向拉伸，即得阻燃聚酯薄膜。
本發明內容中所述阻燃共聚酯的合成步驟較好的是將100份重量的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片、1-15份重量的阻燃劑投入反應釜，在0.001-1份重量的醋酸鹽類催化劑存在下，控制溫度250-355℃，并在絕對壓力處于10-150Pa的熔融條件下進行接枝共聚反應3-6小時，即制得阻燃聚酯。
本發明內容中所述阻燃聚酯薄膜的制造步驟較好的是將制得的阻燃聚酯熔融體在120-180℃范圍進行干燥2-8小時，當物料水分達到5-200ppm后，進入擠出機系統，然后在氮氣保護下經雙軸定向拉伸，即得阻燃聚酯薄膜。
本發明內容中所述阻燃劑是磷系阻燃劑。
本發明內容中所述磷系阻燃劑可以是羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸、羥基苯磷酰丁酸的其中一種或其中任意組合和任意比例的混合物。
本發明內容中所述醋酸鹽類催化劑可以是指醋酸錳、醋酸銻、醋酸鈷和三氧化二銻的其中一種或其中任意組合和任意比例的混合物。
與現有技術相比，本發明具有下列特點和效果(1)改善了聚酯薄膜制品的阻燃性能，聚酯薄膜制品的氧指數高，阻燃效果好未經阻燃劑改性的普通聚酯薄膜氧指數一般在20％-22％，由本發明一種新型阻燃聚酯薄膜的制備方法制成的94VTM-2級聚酯薄膜，其氧指數為27％-28％，94VTM-0級阻燃聚酯薄膜的氧指數為34％-36％。按照垂直燃燒的實驗方法，普通聚酯薄膜會在3秒鐘內全部點燃，并伴有較濃的煙霧和引燃位于實驗裝置下面的脫脂棉，而由本發明一種新型阻燃聚酯薄膜的制備方法制成的94VTM-2級聚酯薄膜在燃燒時煙霧小，只有部分引燃脫脂棉；94VTM-0級阻燃聚酯薄膜在3秒鐘內不能被點燃，沒有煙霧釋放，也不會引燃脫脂棉。不同聚酯薄膜的阻燃性能對比見表1；表1不同聚酯薄膜的阻燃性能對比項目 單位① ② ③ ④ ⑤ ⑥厚度 mm 0.05 0.0750.1880.1880.1880.188氧指數％ 35.2 33.7 28.1 --27.1阻燃性94VTM-0 94VTM-0 94VTM-2 94VTM-2 94VTM-2 94VTM-2注①②③⑥-按本發明的方法所制阻燃聚酯薄膜，④-日本產品，⑤-國內同類產品。
(2)采用本發明方法制備的阻燃聚酯薄膜，其阻燃機理是塑料燃燒時分解出聚偏磷酸，由于它不易燃燒，可形成塑料的保護層，另外，聚偏磷酸具有脫水作用，促進塑料表面形成碳化膜，使塑料和空氣隔絕。此工藝的優點是聚酯樹脂中的阻燃成份，通過接枝共聚以無規分布方式嵌段在PET鏈中，總體均勻，制膜加工時阻燃鏈段不易分解析出，確保了薄膜阻燃效果。
(3)薄膜阻燃性能可根據用戶的特殊需要進行工藝上的控制，即根據需要調整阻燃劑的投入種類和投入量，從而制得不同阻燃性能的薄膜產品；具體實施方式
以下是本發明的具體實施實例，該領域的技術人員可以根據以下所述的內容進一步了解本發明的技術方案，也可以此作出一些非本質的改進和調整。
實施例1將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、1份羥基苯磷酰丙酸投入反應釜。在0.001份醋酸銻作催化劑，溫度為250-295℃，絕對壓力在10-110Pa的熔融條件下進行接枝反應3 6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在120-160℃范圍內干燥2-5小時，當物料水分達到5-95ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸得到阻燃聚酯薄膜。
實施例2將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、5份羥基苯磷酰乙酸投入反應釜。在0.03份醋酸錳作催化劑，溫度為255-285℃，絕對壓力在20-130Pa的熔融條件下進行接枝反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在120-175℃范圍內干燥2-7小時，當物料水分達到5-100ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸得到阻燃聚酯薄膜。
實施例3將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、5份羥基苯磷酰丁酸投入反應釜。在0.4份醋酸鈷和三氧化二銻作催化劑，溫度為270-305℃，絕對壓力在50-140Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在120-170℃范圍內干燥3-6小時，當物料水分達到30-150ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例4將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、10份羥基苯磷酰乙酸和羥基苯磷酰丙酸混合物投入反應釜。在0.06份醋酸鈷和三氧化二銻作催化劑，溫度為260-335℃，絕對壓力在50-130Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在140-180℃范圍內干燥3-8小時，當物料水分達到30-180ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例5將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、9份羥基苯磷酰丙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在1份醋酸錳作催化劑，溫度為272-355℃，絕對壓力在45-135Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在60-180℃范圍內干燥4-7小時，當聚酯物料水分達到60-180ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸得到阻燃聚酯薄膜。
實施例6將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、15份羥基苯磷酰乙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在1份醋酸錳作催化劑，溫度為280-355℃，絕對壓力在50-150Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在130-180℃范圍內干燥4-8小時，當物料水分達到80-200ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例7將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、12份羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在0.5份醋酸錳和醋酸銻混合物作催化劑，溫度為250-325℃，絕對壓力在70-135Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在145-180℃范圍內干燥2-5小時，當聚酯物料水分達到40-145ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例8將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、11份羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在0.01份醋酸錳和醋酸鈷混合物作催化劑，溫度為270-330℃，絕對壓力在35-120Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在130-165℃范圍內干燥3-5小時，當物料水分達到30-105ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例9將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、6份羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在0.4份醋酸錳、醋酸鈷和三氧化二銻混合物作催化劑，溫度為250-285℃，絕對壓力在50-155Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在135-160℃范圍內干燥3-7小時，當聚酯物料水分達到40-125ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
實施例10將100份(重量，后同)聚對苯二甲酸乙二醇酯、13份羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸和羥基苯磷酰丁酸混合物投入反應釜。在0.3份醋酸錳、醋酸銻和三氧化二銻混合物作催化劑，溫度為260-315℃，絕對壓力在75-130Pa的熔融條件下進行反應3-6小時，并根據出水量判斷反應終點。接著在140-175℃范圍內干燥3-8小時，當聚酯物料水分達到25-190ppm后，在氮氣保護下經擠出、雙軸定向拉伸即得阻燃聚酯薄膜。
采用本發明方法制備的94VTM-2級阻燃聚酯薄膜試制樣品達到了美國UL實驗室認證要求，94VTM-0級阻燃聚酯薄膜試制樣品經“國家防火建筑材料質量監督檢驗中心”測試，其氧指數達32.4％。
上述具體實施例僅僅是對本發明進行進一步的描述，不能理解為對本發明保護范圍的限制，本發明不限于上述實施例，本發明內容所述均可實施，并具有所述良好效果。
權利要求
1.一種磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是由下列步驟組成(1)阻燃共聚酯的合成按100份重量的聚對苯二甲酸乙二醇酯、1～15份重量的阻燃劑、0.001～1份重量的醋酸鹽類催化劑的配比取量，在250℃～355℃和10～150Pa的熔融條件下，進行接枝反應3～6小時，制得阻燃聚酯；(2)阻燃聚酯薄膜的制造將制得的阻燃聚酯在120℃～180℃下進行干燥，當物料所含水份達到5～200ppm后，在氮氣保護下，經熔融擠出、雙軸定向拉伸，即得阻燃聚酯薄膜。
2.按權利要求1所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是所述阻燃共聚酯的合成步驟是將100份重量的聚對苯二甲酸乙二醇酯切片、1～15份重量的阻燃劑投入反應釜，在0.001～1份重量的醋酸鹽類催化劑存在下，控制溫度250～355℃，并在絕對壓力處于10～150Pa的熔融條件下進行接枝共聚反應3～6小時，即制得阻燃聚酯。
3.按權利要求1或2所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是所述阻燃聚酯薄膜的制造步驟是將制得的阻燃聚酯熔融體在120～180℃范圍進行干燥2～8小時，當物料水分達到5～200ppm后，進入擠出機系統，然后在氮氣保護下經雙軸定向拉伸，即得阻燃聚酯薄膜。
4.按權利要求1所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是所述阻燃劑是磷系阻燃劑。
5.按權利要求4所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是所述磷系阻燃劑是羥基苯磷酰乙酸、羥基苯磷酰丙酸、羥基苯磷酰丁酸的其中一種或其中任意組合和任意比例的混合物。
6.按權利要求1、2、4或5所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是所述醋酸鹽類催化劑是指醋酸錳、醋酸銻、醋酸鈷和三氧化二銻的其中一種或其中任意組合和任意比例的混合物。
7.按權利要求3所述的磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是醋酸鹽類催化劑是指醋酸錳、醋酸銻、醋酸鈷和三氧化二銻的其中一種或其中任意組合和任意比例的混合物。
全文摘要
一種磷系阻燃聚酯薄膜的制造方法，其特征是按100份重量的聚對苯二甲酸乙二醇酯、1～15份重量的阻燃劑、0.001～1份重量的醋酸鹽類催化劑的配比取量，在250℃～355℃和10～150Pa的熔融條件下，進行接枝反應3～6小時，制得阻燃聚酯；再在120℃～180℃下進行干燥，當物料所含水份達到5～200ppm后，在氮氣保護下，經熔融擠出、雙軸定向拉伸，即得阻燃聚酯薄膜。采用本發明制得的聚酯薄膜制品的氧指數高，阻燃效果好，用作電機、電器中的絕緣材料，也適用作建筑裝飾材料。
文檔編號C08K5/00GK1554703SQ20031010414
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年12月26日
發明者羅春明, 李建學, 張世明 申請人:四川東方絕緣材料股份有限公司