本發(fā)明屬于聚合物材料,具體涉及一種聚酯組合物及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbt)是一種結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂,其熔點(diǎn)為225-235℃,熱變形溫度可達(dá)180℃以上,能夠在140℃以下長(zhǎng)期使用,具有良好的力學(xué)性能、電性能、耐熱性和耐化學(xué)性。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)同樣具有結(jié)晶性,在耐候性、耐蠕變性、抗疲勞性、耐磨耗等方面都具有優(yōu)良的表現(xiàn),且是熱塑性塑料中韌性最大的材料。
2、pbt和pet都具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能和加工性能,在汽車、連接器、電器外殼等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,是備受矚目的聚酯材料。由于pbt和pet等聚酯的應(yīng)用方向主要集中在電器、汽車、家電等具有防火安全要求的產(chǎn)品,因此對(duì)其進(jìn)行阻燃改性尤為重要。例如cn102952381a公開(kāi)了一種玻纖增強(qiáng)pbt/pet合金材料,包括如下組分:22.5%-41%的pbt,22.5%-41%的pet,6%-20%的復(fù)配型阻燃劑,3%-15%的三氧化二銻,20%-30%的玻璃纖維,2%-10%的增韌劑,0.1%-1%的抗氧劑,0.1%-1%的氧化物;其中復(fù)配型阻燃劑由溴化聚苯乙烯、次磷酸鎂和滑石粉組成,其與三氧化二銻共同形成阻燃體系,使材料具有良好的阻燃性;但溴化聚苯乙烯的阻燃效率偏低,復(fù)配型阻燃劑和三氧化二銻需要在較大的添加量下才能實(shí)現(xiàn)理想的阻燃效果,而高的阻燃劑添加量會(huì)嚴(yán)重影響材料的機(jī)械性能。此外,盡管溴化聚苯乙烯屬于環(huán)保型阻燃劑,但其中仍然含有鹵素,不能滿足高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)無(wú)鹵產(chǎn)品中的使用需求。
3、二烷基次膦酸鹽作為通用的無(wú)鹵阻燃劑,其阻燃性能良好,在燃燒時(shí)發(fā)煙量較小,對(duì)基體聚合物的物理性能和電氣性能影響小,可以使包含其的材料滿足電器、儲(chǔ)能等行業(yè)的應(yīng)用需求。但是,二烷基次膦酸鹽單獨(dú)使用時(shí)的阻燃效率較低,通常需要與其他阻燃劑復(fù)配使用。例如cn112724618a公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃增強(qiáng)pbt材料,組分如下:45%-55%的pbt,0.1%-0.5%的偶聯(lián)劑,2%-5%的復(fù)合增韌劑,15%-25%的復(fù)合阻燃劑,0.3%-1.5%的抗氧劑,0.1%-0.6%的潤(rùn)滑劑;其中復(fù)合阻燃劑由無(wú)鹵阻燃劑和協(xié)效阻燃劑組成,無(wú)鹵阻燃劑為二乙基次膦酸鋁和三聚氰胺聚磷酸鹽,協(xié)效阻燃劑為硼酸鋅,三者組合實(shí)現(xiàn)較好的阻燃性能。
4、盡管二烷基次膦酸鹽與三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽等復(fù)配使用會(huì)帶來(lái)阻燃性能的改善,但其在聚合物體系中的添加量較大時(shí)才能達(dá)到理想的阻燃效果,而阻燃劑的添加量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致聚酯材料的韌性、撓度等機(jī)械性能下降。因此,開(kāi)發(fā)一種阻燃性能好、撓度等機(jī)械性能優(yōu)良的聚酯材料,是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種聚酯組合物及其應(yīng)用,所述阻燃劑能夠發(fā)揮高效的阻燃效果,使包含其的聚酯組合物在具有優(yōu)異的阻燃性能的同時(shí),撓度高,韌性和彎曲性能好,具有優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能。
2、為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供一種聚酯組合物,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括如下組分:
4、聚酯樹(shù)脂????????????????????????????????40-99.5份
5、阻燃劑??????????????????????????????????5-35份。
6、以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),所述阻燃劑以質(zhì)量份計(jì)包括如下組分:
7、
8、所述二烴基次膦酸鹽具有如式i所示結(jié)構(gòu),所述烴基次膦酸鹽具有如式ii所示結(jié)構(gòu):
9、
10、其中,r1、r2、r3各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c2-c8直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c8環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c18芳基中的任意一種。
11、所述r1和r2中碳原子的總數(shù)≥6。
12、r1、r2、r3中所述取代的取代基各自獨(dú)立地選自c1-c8直鏈或支鏈烷基、c6-c18芳基中的至少一種。
13、m1、m2各自獨(dú)立地為陽(yáng)離子部分;具體地,m1m+表示+m價(jià)的離子,m2n+表示+n價(jià)的離子。
14、m、n各自獨(dú)立地選自2-4的整數(shù),例如可以為2、3或4。
15、本發(fā)明通過(guò)四類特定膦酸鹽的設(shè)計(jì)以及特定用量的復(fù)配,協(xié)同提升阻燃效果,賦予所述阻燃劑優(yōu)異且高效的阻燃性。所述阻燃劑用于聚酯阻燃,使所述聚酯組合物在具有優(yōu)異的阻燃性能的同時(shí),撓度高,韌性和彎曲性能好,在機(jī)械力學(xué)性能方面具有優(yōu)異的表現(xiàn)。
16、以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,但不作為對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過(guò)以下優(yōu)選的技術(shù)方案,可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和有益效果。
17、本發(fā)明的聚酯組合物中,所述聚酯樹(shù)脂的質(zhì)量份為40-99.5份,例如可以為45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或98份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
18、所述阻燃劑的質(zhì)量份為5-35份,例如可以為6份、8份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份或34份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
19、以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),其中二乙基次膦酸鹽的質(zhì)量為30-90份,例如可以為35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份或85份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
20、以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),其中乙基膦酸鹽的質(zhì)量為0.01-3份,例如可以為0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份或2.8份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
21、以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),其中二烴基次膦酸鹽的質(zhì)量為5-67份,例如可以為8份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份或65份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
22、以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),其中烴基次膦酸鹽的質(zhì)量為0.01-5.5份,例如可以為0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份或5.4份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
23、本發(fā)明中,所述聚酯樹(shù)脂包括二元羧酸和/或其衍生物與二元醇的縮合產(chǎn)物;其中,所述二元羧酸包括脂肪族二元羧酸、脂環(huán)族二元羧酸、芳香族二元羧酸中的任意一種或至少兩種的組合,優(yōu)選芳香族二元羧酸。所述二元醇包括脂肪族二元醇和/或脂環(huán)族二元醇。
24、優(yōu)選地,所述二元羧酸包括對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二甲酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、環(huán)己烷二甲酸、氫化間苯二甲酸、氫化鄰苯二甲酸中的任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二甲酸中的任意一種或至少兩種的組合。
25、所述二元羧酸衍生物包括二元羧酸形成的酰鹵(例如酰氯)、酯化物、酸酐等。
26、優(yōu)選地,所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇中的任意一種或至少兩種的組合。
27、優(yōu)選地,所述聚酯樹(shù)脂包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚對(duì)苯二甲酸-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(pct)、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚2,6-萘二甲酸丁二醇酯(pbn)中的任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和/或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。
28、優(yōu)選地,所述聚酯樹(shù)脂的特性粘度為0.5-1.2dl/g,例如可以為0.6dl/g、0.7dl/g、0.8dl/g、0.9dl/g、1dl/g、1.1dl/g或1.2dl/g,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
29、示例性地,所述聚酯樹(shù)脂的特性粘度可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)iso?1628-5:2015中的方法、于25℃條件下測(cè)試得到。
30、優(yōu)選地,所述二乙基次膦酸鹽具有如式iii所示結(jié)構(gòu),所述乙基膦酸鹽具有如式iv所示結(jié)構(gòu):
31、
32、式iii中,m3a+表示+a價(jià)的離子,a選自2-4的整數(shù),例如可以為2、3或4。m3為二乙基次膦酸鹽的陽(yáng)離子部分,可以為金屬,也可以為非金屬(例如胺類陽(yáng)離子,三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子),優(yōu)選金屬;所述m3進(jìn)一步優(yōu)選為al、ca、mg、cu、zn、fe、ti中的任意一種,更優(yōu)選al。
33、式iv中,m4b+表示+b價(jià)的離子,b選自2-4的整數(shù),例如可以為2、3或4。m4為乙基膦酸鹽的陽(yáng)離子部分,可以為金屬,也可以為非金屬(例如胺類陽(yáng)離子,三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子),優(yōu)選金屬;所述m4進(jìn)一步優(yōu)選為al、ca、mg、cu、zn、fe、ti中的任意一種,更優(yōu)選al。
34、本發(fā)明中,所述二烴基次膦酸鹽具有如式i所示結(jié)構(gòu),所述烴基次膦酸鹽具有如式ii所示結(jié)構(gòu)。
35、本發(fā)明中,所述c2-c8直鏈或支鏈烷基均可以為c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8的直鏈或支鏈烷基,示例性地包括但不限于:乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、異戊基、新戊基、2-甲基戊基、2-乙基戊基、正己基、新己基、2-甲基己基、2-乙基己基、庚基、辛基等。
36、本發(fā)明中,所述c3-c8環(huán)烷基均可以為c3、c4、c5、c6、c7、c8的環(huán)烷基,包括單環(huán)烷基、橋環(huán)基、多環(huán)烷基等,示例性地包括但不限于:環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基等。
37、本發(fā)明中,所述c6-c18芳基均可以為c6、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18等的芳基,包括單環(huán)芳基、稠環(huán)芳基,示例性地包括但不限于:苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、芴基等。
38、本發(fā)明中,所述c1-c8直鏈或支鏈烷基均可以為c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8的直鏈或支鏈烷基,示例性地包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、異戊基、新戊基、2-甲基戊基、2-乙基戊基、正己基、新己基、2-甲基己基、2-乙基己基、庚基、辛基等。
39、本發(fā)明中,所述“取代或未取代”的基團(tuán),可以取代有一個(gè)取代基,也可以取代有多個(gè)取代基,當(dāng)取代基為多個(gè)(至少2個(gè))時(shí),可以為相同或不同的取代基;下文涉及到相同的表達(dá)方式時(shí),均具有同樣的含義。如無(wú)特殊說(shuō)明,則取代基的選擇范圍均為c1-c8直鏈或支鏈烷基、c6-c18芳基中的至少一種,不再贅述。
40、優(yōu)選地,所述r1、r2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c2-c8直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c6環(huán)烷基、取代或未取代的苯基中的任意一種。
41、優(yōu)選地,r1、r2中所述取代的取代基各自獨(dú)立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、苯基中的至少一種。
42、優(yōu)選地,所述r1、r2各自獨(dú)立地選自乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、戊基、2-甲基戊基、2-乙基戊基、己基、2-甲基己基、2-乙基己基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、庚基、辛基、苯基、甲基苯基、二甲基苯基中的任意一種。
43、式i中,所述r1和r2中碳原子的總數(shù)≥6,例如可以為7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20等,優(yōu)選所述r1和r2中碳原子的總數(shù)為6-14,進(jìn)一步優(yōu)選8-12。
44、優(yōu)選地,所述二烴基次膦酸鹽包括式ia所示結(jié)構(gòu)的二烴基次膦酸鹽a和式ib所示結(jié)構(gòu)的乙基丁基次膦酸鹽的組合;
45、
46、其中,m1和m具有與式i中相同的定義。
47、式ia中,r1'、r2'各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c2-c8(例如c3、c4、c5、c6、c7等)直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c8(例如c4、c5、c6、c7等)環(huán)烷基、取代或未取代的c6-c18(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c17、c18等)芳基中的任意一種。
48、式ia中,所述r1'和r2'中碳原子的總數(shù)≥6,且所述r1'和r2'中的一個(gè)為乙基時(shí),另一個(gè)不為丁基。
49、r1'、r2'中所述取代的取代基各自獨(dú)立地選自c1-c8(例如c2、c3、c4、c5、c6、c7等)直鏈或支鏈烷基、c6-c18(例如c6、c9、c10、c12、c14、c15、c16、c17、c18等)芳基中的至少一種。
50、優(yōu)選地,式ia中,所述r1'、r2'各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c2-c8直鏈或支鏈烷基、取代或未取代的c3-c6環(huán)烷基、取代或未取代的苯基中的任意一種。
51、優(yōu)選地,r1'、r2'中所述取代的取代基各自獨(dú)立地選自c1-c6直鏈或支鏈烷基、苯基中的至少一種。
52、更優(yōu)選地,所述r1'、r2'各自獨(dú)立地選自乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、戊基、2-甲基戊基、2-乙基戊基、己基、2-甲基己基、2-乙基己基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、庚基、辛基、苯基、甲基苯基、二甲基苯基中的任意一種,進(jìn)一步優(yōu)選正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、己基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、苯基中的任意一種。
53、優(yōu)選地,式ia中,所述r1'和r2'中碳原子的總數(shù)≥6,例如可以為7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20等,進(jìn)一步優(yōu)選地,所述r1'和r2'中碳原子的總數(shù)為6-14,更優(yōu)選8-12。
54、優(yōu)選地,所述二烴基次膦酸鹽a包括乙基戊基次膦酸鹽、乙基己基次膦酸鹽、己基辛基次膦酸鹽、乙基環(huán)己基次膦酸鹽、乙基苯基次膦酸鹽、乙基苯乙基次膦酸鹽、乙基庚基次膦酸鹽、二丙基次膦酸鹽、丙基丁基次膦酸鹽、丙基戊基次膦酸鹽、丙基己基次膦酸鹽、己基辛基次膦酸鹽、丙基環(huán)己基次膦酸鹽、丙基苯基次膦酸鹽、丙基苯丙基次膦酸鹽、丙基庚基次膦酸鹽、二丁基次膦酸鹽、丁基戊基次膦酸鹽、丁基己基次膦酸鹽、己基辛基次膦酸鹽、丁基環(huán)己基次膦酸鹽、丁基苯基次膦酸鹽、丁基苯丁基次膦酸鹽、丁基庚基次膦酸鹽、二環(huán)己基次膦酸鹽、二己基次膦酸鹽、二苯基次膦酸鹽中的任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選二正丙基次膦酸鹽、正丙基異丙基次膦酸鹽、二異丙基次膦酸鹽、二正丁基次膦酸鹽、二異丁基次膦酸鹽、正丁基異丁基次膦酸鹽、二仲丁基次膦酸鹽、正丁基仲丁基次膦酸鹽、異丁基仲丁基次膦酸鹽、正丁基環(huán)己基次膦酸鹽、異丁基環(huán)己基次膦酸鹽、二環(huán)己基次膦酸鹽、二正己基次膦酸鹽、二苯基次膦酸鹽中的任意一種或至少兩種的組合。
55、優(yōu)選地,以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),所述阻燃劑包括5-60份二烴基次膦酸鹽a,所述二烴基次膦酸鹽a的質(zhì)量可以為8份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或58份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
56、優(yōu)選地,以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),所述阻燃劑包括0.05-7份乙基丁基次膦酸鹽,所述乙基丁基次膦酸鹽的質(zhì)量可以為0.08份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份或6.5份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
57、優(yōu)選地,式ii中,所述r3選自c2-c6直鏈或支鏈烷基、c3-c6環(huán)烷基、苯基中的任意一種,優(yōu)選正丁基、異丁基、己基、環(huán)己基、苯基中的任意一種。
58、優(yōu)選地,所述烴基次膦酸鹽包括正丁基次膦酸鹽、異丁基次膦酸鹽、正己基次膦酸鹽、環(huán)己基次膦酸鹽、苯基次膦酸鹽中的任意一種或至少兩種的組合。
59、本發(fā)明中,所述m1表示式i所示結(jié)構(gòu)的二烴基次膦酸鹽、式ia所示結(jié)構(gòu)的二烴基次膦酸鹽a、式ib所示結(jié)構(gòu)的乙基丁基次膦酸鹽中的陽(yáng)離子部分,可以為金屬,也可以為非金屬(例如胺類陽(yáng)離子,三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子),優(yōu)選金屬。
60、優(yōu)選地,所述m1選自al、ca、mg、cu、zn、fe、ti中的任意一種,進(jìn)一步優(yōu)選al。
61、本發(fā)明中,所述m2表示式ii所示結(jié)構(gòu)的烴基次膦酸鹽中的陽(yáng)離子部分,可以為金屬,也可以為非金屬(例如胺類陽(yáng)離子,三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子),優(yōu)選金屬。
62、優(yōu)選地,所述m2選自al、ca、mg、cu、zn、fe、ti中的任意一種,進(jìn)一步進(jìn)一步優(yōu)選al。
63、本發(fā)明中,所述二乙基次膦酸鹽包括二乙基次膦酸金屬鹽、二乙基次膦酸非金屬鹽中的任意一種或至少兩種的組合;示例性地,所述二乙基次膦酸非金屬鹽中的非金屬陽(yáng)離子可以為胺類陽(yáng)離子,例如三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子。優(yōu)選所述二乙基次膦酸鹽為二乙基次膦酸金屬鹽。
64、優(yōu)選地,所述二乙基次膦酸鹽包括二乙基次膦酸鋁、二乙基次膦酸鈣、二乙基次膦酸鎂、二乙基次膦酸銅、二乙基次膦酸鋅、二乙基次膦酸鐵、二乙基次膦酸鈦中的任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選二乙基次膦酸鋁。
65、本發(fā)明中,所述乙基膦酸鹽包括乙基膦酸金屬鹽、乙基膦酸非金屬鹽中的任意一種或至少兩種的組合;示例性地,所述乙基膦酸非金屬鹽中的非金屬陽(yáng)離子可以為胺類陽(yáng)離子,例如三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子。優(yōu)選所述乙基膦酸鹽為乙基膦酸金屬鹽。
66、優(yōu)選地,所述乙基膦酸鹽包括乙基膦酸鋁、乙基膦酸鈣、乙基膦酸鎂、乙基膦酸銅、乙基膦酸鋅、乙基膦酸鐵、乙基膦酸鈦中的任意一種或至少兩種的組合,進(jìn)一步優(yōu)選乙基膦酸鋁。
67、優(yōu)選地,以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),所述阻燃劑還包括0.01-25份亞磷酸鹽,所述亞磷酸鹽的質(zhì)量可以為0.05份、0.1份、0.5份、1份、3份、5份、8份、10份、12份、15份、18份、20份、22份或24份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
68、本發(fā)明中,所述亞磷酸鹽可表示為(m5c+)2(hpo3)c,m5c+表示+c價(jià)的離子,c選自2-4的整數(shù),例如可以為2、3或4。m5為亞磷酸鹽的陽(yáng)離子部分,可以為金屬,也可以為非金屬(例如胺類陽(yáng)離子,三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子),優(yōu)選金屬;所述m5進(jìn)一步優(yōu)選為al、ca、mg、cu、zn、fe、ti中的任意一種,更優(yōu)選al。
69、所述亞磷酸鹽包括亞磷酸金屬鹽、亞磷酸非金屬鹽中的任意一種或至少兩種的組合;示例性地,所述亞磷酸非金屬鹽中的非金屬陽(yáng)離子可以為胺類陽(yáng)離子,例如三聚氰胺及其衍生物對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子。優(yōu)選所述亞磷酸鹽為亞磷酸金屬鹽。
70、優(yōu)選地,所述亞磷酸鹽包括亞磷酸鋁、亞磷酸鈣、亞磷酸鎂、亞磷酸銅、亞磷酸鋅、亞磷酸鐵、亞磷酸鈦中的任意一種或至少兩種的組合。
71、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案,以所述阻燃劑的總質(zhì)量為100份計(jì),所述阻燃劑以質(zhì)量份計(jì)包括如下組分:
72、
73、本發(fā)明中,所述阻燃劑的制備方法包括:將二乙基次膦酸鹽、乙基膦酸鹽、二烴基次膦酸鹽、烴基次膦酸鹽、可選地亞磷酸鹽混合,得到所述阻燃劑。
74、本發(fā)明中,所述二乙基次膦酸鹽、乙基膦酸鹽、二烴基次膦酸鹽、烴基次膦酸鹽、亞磷酸鹽可以通過(guò)市場(chǎng)途徑購(gòu)買得到,也可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的合成方法制備得到。
75、可以理解的是,作為本發(fā)明的阻燃劑(總質(zhì)量為100%計(jì)),其以質(zhì)量百分含量計(jì)包括如下組分:
76、
77、優(yōu)選地,所述阻燃劑(總質(zhì)量為100%計(jì))以質(zhì)量百分含量計(jì)包括如下組分:
78、
79、相應(yīng)地,所述聚酯組合物中二乙基次膦酸鹽的質(zhì)量份可以理解為(5-35份)×(30%-90%),即所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括二乙基次膦酸鹽1.5-31.5份,所述二乙基次膦酸鹽的質(zhì)量份可以為2份、4份、5份、8份、10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份、22份、25份、28份或30份等。
80、同理,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括乙基膦酸鹽0.0005-1.05份,所述乙基膦酸鹽的質(zhì)量份可以為0.001份、0.005份、0.008份、0.01份、0.02份、0.05份、0.08份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
81、所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括二烴基次膦酸鹽0.25-23.45份,所述二烴基次膦酸鹽的質(zhì)量份可以為0.3份、0.5份、0.8份、1份、2份、4份、5份、6份、8份、10份、12份、14份、15份、16份、18份、20份、22份或23份等。
82、優(yōu)選地,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括乙基丁基次膦酸鹽0.0025-2.45份,所述乙基丁基次膦酸鹽的質(zhì)量份可以為0.003份、0.005份、0.01份、0.02份、0.04份、0.05份、0.06份、0.08份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份、2份、2.2份或2.4份等。
83、優(yōu)選地,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括二烴基次膦酸鹽a0.25-21份,所述二烴基次膦酸鹽a的質(zhì)量份可以為0.3份、0.5份、0.8份、1份、2份、4份、5份、6份、8份、10份、12份、14份、15份、16份、18份或20份等。
84、所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括烴基次膦酸鹽0.0005-1.925份,所述烴基次膦酸鹽的質(zhì)量份可以為0.001份、0.005份、0.008份、0.01份、0.02份、0.05份、0.08份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或1.9份等。
85、所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括亞磷酸鹽0-8.75份,所述亞磷酸鹽的質(zhì)量份可以為0.0005份、0.001份、0.01份、0.05份、0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份或8.5份等。
86、需要說(shuō)明的是,本發(fā)明的聚酯組合物還可以包括任何本領(lǐng)域有動(dòng)機(jī)添加的填充物、其它添加劑、其它助劑等。
87、優(yōu)選地,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)還包括10-45份增強(qiáng)材料,所述增強(qiáng)材料的質(zhì)量份可以為12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份或44份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
88、優(yōu)選地,所述增強(qiáng)材料包括玻璃纖維和/或碳纖維,進(jìn)一步優(yōu)選玻璃纖維。
89、優(yōu)選地,所述玻璃纖維包括無(wú)堿玻璃纖維(e玻璃纖維)、中堿玻璃纖維(c玻璃纖維)、高堿玻璃纖維(a玻璃纖維)、特種玻璃纖維(s玻璃纖維)、低介電玻璃纖維(d玻璃纖維)、石英玻璃纖維中的任意一種或至少兩種的組合。
90、優(yōu)選地,所述玻璃纖維的直徑為0.1-50μm,例如可以為0.5μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm、30μm、35μm、40μm或45μm,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值,進(jìn)一步優(yōu)選5-20μm。
91、優(yōu)選地,所述聚酯組合物還包括抗氧劑和/或潤(rùn)滑劑。
92、優(yōu)選地,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)還包括0.01-1份抗氧劑,所述抗氧劑的質(zhì)量份可以為0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
93、優(yōu)選地,所述抗氧劑包括受阻胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑中的任意一種或至少兩種的組合。
94、優(yōu)選地,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)還包括0.01-1份潤(rùn)滑劑,所述潤(rùn)滑劑的質(zhì)量份可以為0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
95、優(yōu)選地,所述潤(rùn)滑劑包括酯類潤(rùn)滑劑、醇類潤(rùn)滑劑、烴類潤(rùn)滑劑、脂肪酸類潤(rùn)滑劑、脂肪酸酰胺類潤(rùn)滑劑、金屬皂類潤(rùn)滑劑中的任意一種或至少兩種的組合。
96、優(yōu)選地,所述聚酯組合物還包括填料、協(xié)效阻燃劑、著色劑、紫外線吸收劑、增韌劑中的任意一種或至少兩種的組合。
97、優(yōu)選地,所述填料包括二氧化硅、滑石粉、二氧化鈦、硫酸鋇、高嶺土、硫酸鈣、勃姆石、云母、碳酸鎂、玻璃微珠中的任意一種或至少兩種的組合。
98、優(yōu)選地,所述聚酯組合物中填料的質(zhì)量份≤40份,例如可以為0、0.1份、0.5份、1份、2份、5份、8份、10份、15份、20份、25份、30份、35份或38份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
99、優(yōu)選地,所述協(xié)效阻燃劑包括聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽、硼酸鹽中的任意一種或至少兩種的組合。
100、示例性地,所述三聚氰胺聚磷酸鹽包括三聚氰胺聚磷酸鎂和/或三聚氰胺聚磷酸鋅;所述硼酸鹽包括硼酸鋅。
101、優(yōu)選地,所述聚酯組合物中協(xié)效阻燃劑的質(zhì)量份≤15份,例如可以為0、0.1份、0.5份、1份、2份、4份、5份、6份、8份、10份、12份或14份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
102、優(yōu)選地,所述聚酯組合物中著色劑、紫外線吸收劑的質(zhì)量份各自獨(dú)立地為0-2份,例如可以為0.01份、0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.5份或1.8份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
103、優(yōu)選地,所述著色劑包括無(wú)機(jī)著色劑和/或有機(jī)著色劑;所述著色劑根據(jù)其溶解性以及著色性質(zhì),可以包括顏料和/或染料。
104、示例性地,所述著色劑包括二氧化鈦、群青藍(lán)、氧化鐵、硫化鋅、炭黑、酞菁、喹吖啶酮、苝黑、苯胺黑中的任意一種或至少兩種的組合。
105、優(yōu)選地,所述紫外線吸收劑包括羥基苯甲酸酯類紫外線吸收劑、苯酮類紫外線吸收劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、取代丙烯腈類紫外線吸收劑、三嗪類紫外線吸收劑、受阻胺類紫外線吸收劑中的任意一種或至少兩種的組合。
106、優(yōu)選地,所述聚酯組合物中增韌劑的質(zhì)量份為0-10份,例如可以為0、0.1份、0.5份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份或9份,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
107、在一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中,所述聚酯組合物以質(zhì)量份計(jì)包括如下組分:
108、
109、所述聚酯樹(shù)脂為基體材料,優(yōu)選地,所述聚酯組合物中聚酯樹(shù)脂的質(zhì)量百分含量為40%-99.5%,例如可以為45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
110、所述阻燃劑發(fā)揮高效阻燃的效果,優(yōu)選地,所述聚酯組合物中阻燃劑的質(zhì)量百分含量為5%-35%,例如可以為6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%或34%,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值,進(jìn)一步優(yōu)選6%-25%。
111、所述增強(qiáng)材料能夠調(diào)控聚酯組合物的機(jī)械力學(xué)性能、實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)效果,優(yōu)選地,所述聚酯組合物中增強(qiáng)材料的質(zhì)量百分含量為10%-45%,例如可以為12%、15%、18%、20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%、40%、42%或44%,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
112、示例性地,所述聚酯組合物的制備方法包括:將聚酯樹(shù)脂、阻燃劑和可選地增強(qiáng)材料熔融共混后擠出,得到所述聚酯組合物。
113、優(yōu)選地,所述熔融共混之前還包括預(yù)混的步驟,所述預(yù)混包括:將聚酯與其他助劑混合均勻,得到預(yù)混料;所述其他助劑包括潤(rùn)滑劑、抗氧劑、填料、協(xié)效阻燃劑、著色劑、紫外線吸收劑中的任意一種或至少兩種的組合。
114、優(yōu)選地,所述熔融共混在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。
115、優(yōu)選地,所述螺桿擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)。
116、優(yōu)選地,所述螺桿擠出機(jī)的溫度為80-300℃,例如可以為90℃、100℃、120℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃或290℃,以及上述點(diǎn)值之間的具體點(diǎn)值,限于篇幅及出于簡(jiǎn)明的考慮,本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
117、優(yōu)選地,所述擠出后還包括造粒和干燥的步驟。
118、第二方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的聚酯組合物在汽車部件、儲(chǔ)能裝置、連接器或電子電器中的應(yīng)用。
119、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
120、本發(fā)明提供的聚酯組合物中,通過(guò)引入特定的阻燃劑,使其發(fā)揮優(yōu)異高效的阻燃效果,使所述聚酯組合物具有優(yōu)異的阻燃性能,同時(shí)撓度高,韌性和彎曲性能好,在機(jī)械力學(xué)性能方面具有優(yōu)異的表現(xiàn)。