專利名稱：：阻燃性和形狀保持性增強(qiáng)的聚酯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種賦予聚酯阻燃性和形狀保持性的組合物、將所述組合物應(yīng)用于聚酯樹脂的方法以及應(yīng)用了所述組合物的聚酯樹脂。
背景技術(shù)：
：駕駛舒適度是駕駛者在汽車行駛時(shí)所體驗(yàn)的感覺之一，決定駕駛舒適度的NVH性能近來在汽車行業(yè)中備受關(guān)注。然而，汽車材料的選擇受到環(huán)境問題的限制。因此，需要開發(fā)既沒有環(huán)境問題又顯示出改善的NVH性能的材料。本發(fā)明中使用的術(shù)語"NVH"是由三個(gè)影響汽車駕駛者的駕駛舒適度的因素，艮卩"噪聲(Noise)"、"振動(dòng)(Vibration)"和"聲振粗糙度(Harshness)"的首字母組成的首字母縮寫詞。因此，NYH部件包括所有降低三個(gè)因素的水平并因此使汽車駕駛者感到最佳駕駛舒適度的汽車部件。這三個(gè)因素定義如下(1)噪聲行駛的汽車產(chǎn)生的外部或內(nèi)部令人不舒適的聲音(2)振動(dòng)行駛的汽車周期性振動(dòng)的現(xiàn)象(3)聲振粗糙度在不平的道路上行駛時(shí)與道路表面碰撞所產(chǎn)生的振動(dòng)或噪音0目.前通過使用熱壓或冷壓將吸音絕熱材料壓入模具中來模塑用于交通工具如汽車的NVH部件。作為材料，通常使用EVR板、聚氨酯泡沫、玻璃棉、樹脂氈和聚酯等。特別是，由于如發(fā)動(dòng)機(jī)艙等高熱部件要求顯示出某種程度的阻燃性，因此其由玻璃棉制成。然而，玻璃棉導(dǎo)致與粉塵散布以及廢物處理相關(guān)的環(huán)境污染，因此其使用受到限制。聚酯對(duì)人類無害并且磨損不產(chǎn)生粉塵，因此對(duì)環(huán)境友好。此外，聚酯的優(yōu)勢(shì)在于其優(yōu)良的絕熱性能和優(yōu)異的吸音性能。然而，聚酯具有這樣的缺陷阻燃性差，模塑中和模塑后因高彈性導(dǎo)致形狀不穩(wěn)定。在此情況下，有必要使用增塑劑以穩(wěn)定地保持最終產(chǎn)品的形狀。目前使用的保持形狀的增塑劑具有以下問題它們含有鉛、六價(jià)鉻(Cr)、二間苯二甲酸酯(DOP)、PVC、酚醛樹脂、脲醛樹脂或者P.P.(聚丙烯)，所有這些物質(zhì)都因其為有毒材料或者在燃燒過程中放出有毒氣體而受到管控
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的之一是提供一種賦予聚酯阻燃性和形狀保持性的組合物以及制備所述組合物的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供將所述組合物應(yīng)用于聚酯樹脂的方法和應(yīng)用了所述組合物的聚酯樹脂，所述聚酯樹脂顯示出改善的阻燃性和形狀保持性，同時(shí)保持了其固有的性能，如對(duì)人類無害、環(huán)境友好和優(yōu)良的絕熱和吸音性能。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供由所述聚酯樹脂制備的NYH部件，所述NVH部件能夠改善汽車的駕駛舒適度而不產(chǎn)生任何環(huán)境問題。技術(shù)方案根據(jù)實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供能夠賦予聚酯優(yōu)異的阻燃性和形狀保持性的組合物?；?00重量％的組合物，所述組合物包含下列組成成分(i)55重量°/。75重量°/。的硅酸鈉溶液，(ii)0.5重量％7重量％的羧甲基纖維素，(iii)0.7重量％10重量％的聚氨酯樹脂，(iv)0.7重量％10重量。/。的丙烯酸樹脂混合物和(v)剩余重量百分比的水，其中，(i)硅酸鈉溶液包含摩爾比為1:2.11:2.9的Na20和Si02，(iii)聚氨酯樹脂由70重量％80重量°/。的亞甲基二苯基異氰酸酯和20重量％30重量％的甲基聚乙二醇組成，且(iv)丙烯酸樹脂混合物由36重量％40重量％的丙烯酸丁酯單體、10重量％13重量％的甲基丙烯酸甲酯、1重量％2重量％的乳化劑、3重量％5重量％的丙烯酸以及乘1余重量百分比的水組成。5組合物中所含的硅酸鈉溶液是賦予本領(lǐng)域中長時(shí)間廣泛使用的聚酯以優(yōu)異的阻燃性的組成組分。由于氧化鈉(Na20)與二氧化硅(Si02)在高溫環(huán)境下的反應(yīng)，硅酸鈉溶液導(dǎo)致形成碳化硅膜。燃燒時(shí)，消耗碳化硅膜，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，因此起到改善絕熱性能的作用。構(gòu)成硅酸鈉溶液的Na20和Si02優(yōu)選以摩爾比1:2.11:2.9使用。所述摩爾比是指Si02與Na20的摩爾比，并通過以Si02/Na20的重量比乘以常數(shù)1.032計(jì)算。使用包含所述摩爾比的Na20和Si02的硅酸鈉溶液的原因是所述摩爾比的組合物易于應(yīng)用于聚酯并脫水，并且具有較高的干燥效率，因此改進(jìn)制備效率，并導(dǎo)致在合成聚酯纖維的表面上形成均勻的阻燃膜。硅酸鈉溶液的含量影響最終聚酯產(chǎn)品的重量和阻燃性。因此，基于組合物的總重量，硅酸鈉溶液的用量?jī)?yōu)選為55重量％75重量％。如果硅酸鈉溶液的含量低于55重量％，則不能充分地賦予阻燃性。同時(shí)，如果硅酸鈉溶液的含量超過75重量％，則組合物的粘度增加，因而導(dǎo)致難以進(jìn)行實(shí)現(xiàn)阻燃的應(yīng)用和干燥工序，并導(dǎo)致制備效率下降。組合物中的羧甲基纖維素降低硅酸鈉溶液的粘度，因此使得組合物能很好地滲透入阻燃材料中，并改善組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。基于組合物的總重量，羧甲基纖維素的用量為0.5重量％7重量％。如果羧甲基纖維素的含量低于0.5重量％，則組合物的粘度不能降至理想的水平。因此，羧甲基纖維素不能充分發(fā)揮其使得組合物易于應(yīng)用于聚酯樹脂、使聚酯樹脂能夠良好地千燥并增加儲(chǔ)存穩(wěn)定性的作用。同時(shí)，'如果羧甲基纖維素的含量超過7重量°/。，則其它組分，特別是硅酸鈉溶液的含量降低，因此不能充分實(shí)現(xiàn)阻燃性。組合物的聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂是熱固性樹脂，將熱固性樹脂定義為這樣的聚合物材料一旦它們因熱固化成型為永久的形狀，就不能在固化后重新成型為另一種形狀。這些熱固性樹脂抑制了聚酯樹脂的熱塑性，由此使得形狀得以保持?？梢栽诒景l(fā)明中使用的聚氨酯樹脂是70重量％80重量％的異氰酸酯類化合物(如甲苯二異氰酸酯(TDI)或者亞甲基二苯基異氰酸酉旨(MDI))和20重量％30重量°/。甲基聚乙二醇的混合物。作為異氰酸酯類化合物，優(yōu)選的是使用低毒的亞甲基二苯基異氰酸酯。丙烯酸樹脂混合物由36重量％40重量％的丙烯酸丁酯單體、10重量％13重量°/。的甲基丙烯酸甲酯、1重量％2重量％的乳化劑、3重量％5重量％的丙烯酸和剩余重量百分比的水組成。基于組合物的總重量，聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂混合物的用量均為0.7重量％10重量％。如果每種組分的含量低于0.7重量％，則不能充分地賦予聚酯樹脂以形狀保持性，而且模塑的聚酯樹脂的強(qiáng)度較低。同時(shí)，如果每種組分的含量超過10重量％，則材料的重量增加并且吸音性能劣化。除了所述組分外，基于100重量％的組合物，所述組合物還包含剩余重量百分比的水。本發(fā)明涉及制備所述組合物的方法。所述方法包括(a)混合硅酸鈉溶液和聚氨酯樹脂；(b)混合丙烯酸樹脂混合物和水；(c)在攪拌的同時(shí)緩慢將在步驟(b)中得到的混合物加入在步驟(a)中得到的混合物中；禾n(d)向在步驟(c)中得到的反應(yīng)混合物中加入羧甲基纖維素。如果將硅酸鈉溶液直接與水混合，則出現(xiàn)部分凝結(jié)，因此不能形成均勻的混合物。由于此原因，將聚氨酯樹脂和丙烯酸樹脂混合物用作介質(zhì)。更具體而言，在緩慢攪拌的同時(shí)向硅酸鈉溶液和聚氨酯樹脂的混合物中加入丙烯酸樹脂混合物和水的混合物，由此可以制備均勻的反應(yīng)混合物，并且最終的組合物可顯示出優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明涉及將所述組合物應(yīng)用于聚酯樹脂的方法。優(yōu)選使用浸漬法以使組合物能夠完全應(yīng)用于全部的聚酯樹脂。通過浸漬、脫水和干燥工序?qū)崿F(xiàn)所述浸漬。使用高壓噴嘴進(jìn)行浸漬工序。通過輥壓、抽真空和振動(dòng)進(jìn)行脫水工序，并通過高溫固化和低溫干燥進(jìn)行干燥工序。如果對(duì)其中浸漬有組合物的聚酯樹脂進(jìn)行加熱，則組合物的粘度和比重下降。結(jié)果，組合物沉在底部。因此，在初始干燥步驟中，向聚酯樹脂引入16(TC或更高溫度的熱氣壓(3kg/cm27kg/cm2)，由此快速固化聚酯樹脂，同時(shí)防止組合物沉在底部。在高溫固化的過程中，將聚酯樹脂干燥至大約70%的干燥率，在110'C13(TC的低溫脫水，并進(jìn)行用于保持形態(tài)的冷卻。此外，本發(fā)明還涉及應(yīng)用了所述組合物的聚酯樹脂。應(yīng)用了所述組合物的聚酯樹脂的形狀沒有特別限制，但是優(yōu)選使用具有雙密度結(jié)構(gòu)的層壓聚酯樹脂。這種聚酯樹脂由于雙密度而具有強(qiáng)粘附性并使得能夠更穩(wěn)定地保持模塑產(chǎn)品的形狀。雙密度層壓聚酯樹脂可以通過將纖維成型為網(wǎng)狀、層壓所述纖維并針刺層壓物以使纖維相互編織而制備。將成型為網(wǎng)狀的另一纖維熱結(jié)合至經(jīng)編織的纖維，從而將纖維成型為片狀。為了使片的厚度達(dá)到理想的水平，可以使用僅在其上表面使網(wǎng)狀纖維相互編織的半穿刺?？梢愿鶕?jù)其用途很好地控制構(gòu)成雙密度聚酯板的兩層的密度范圍。例如，可以使用其中高密度(^70kg/m,聚酯與低密度(210kg/m3)聚酯結(jié)合的雙密度聚酯板，這樣基于應(yīng)用了樹脂組合物的聚酯樹脂的密度，可將板的總體平均密度調(diào)整為15kg/m350kg/m3。應(yīng)用了組合物的聚酯樹脂可以用作汽車NVH部件用材料。如圖1所示，NVH部件的實(shí)例包括但不限于絕緣罩、內(nèi)部/外部擋板、防護(hù)墊(fenderseal)、頂部襯墊、尾箱蓋、尾箱板、輪罩、制動(dòng)底板(backplate)、后底板、前底板和集成墊(integratedcarpet)。應(yīng)用了組合物的聚酯樹脂適于用作用于要求耐熱性和絕熱性的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的吸音絕熱材料。有益效果本發(fā)明的組合物能夠賦予聚酯優(yōu)異的阻燃性和形狀保持性。應(yīng)用了所述組合物的聚酯顯示出改善的阻燃性和形狀保持性，同時(shí)保留了其固有的性能，即對(duì)人體無害、環(huán)境友好以及優(yōu)良的絕熱和吸音性能。因此，本發(fā)明的聚酯可用于生產(chǎn)能夠改善汽車駕駛舒適度而不導(dǎo)致任何環(huán)境問題的NVH部件。通過下述結(jié)合附圖的詳細(xì)說明會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1顯示了可由應(yīng)用了本發(fā)明的組合物的聚酯樹脂制成的汽車NVH部件的實(shí)例。具體實(shí)施例方式通過下述實(shí)施例將更好地理解本發(fā)明。不應(yīng)將這些實(shí)施例理解為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例實(shí)施例1(1)組合物的制備通過將2號(hào)硅酸鈉液體和3號(hào)硅酸鈉液體(均商購獲得)混合來制備硅酸鈉溶液，使得摩爾比(g卩Si02/Na20的重量比xl.032)被調(diào)整為2.5。此處使用的2號(hào)硅酸鈉液體在20。C包含52重量％54重量。/。的Be'、14重量％15重量％的Na20、34重量°/。35重量％的Si02、0.05重量n/。以下的Fe203和0.2重量％以下的水不溶性固體。此處使用的3號(hào)硅酸鈉液體在20。C包含40重量％42重量％的Be'、9重量％10重量。/o的Na20、28重量°/。30重量％的Si02、0.03重量％以下的Fe203和0.2重量％以下的水不溶性固體?；?00重量％，向硅酸鈉溶液中添加5重量％的羧甲基纖維素；5重量％的聚氨酯樹脂(基于100重量％的聚氨酯樹脂，其由70重量％的亞甲基二苯基異氰酸酯(MDI)和30重量％的甲基聚乙二醇組成)；5重量％的丙烯酸樹脂混合物(基于丙烯酸樹脂混合物的重量，其由36重量％的丙烯酸丁酯單體、10重量°/。的甲基丙烯酸甲酯、1重量％的乳化劑、3重量％的丙烯酸和剩余重量百分比的水組成)；和剩余重量百分比的水，由此制備賦予聚酯阻燃性和形狀保持性的組合物。(2)聚酯板的制備和組合物(l)向聚酯板的應(yīng)用使低密度(15.5kg/m"聚酯層和高密度(47kg/m"聚酯層彼此結(jié)合。將層壓物浸入在第(l)部分中制備的組合物中，然后干燥，以制備包括厚度為27nm的低密度(32.5kg/m"聚酯層和厚度為3nm的高密度(74kg/m、聚酯層的雙密度聚酯板(總厚度30nm;總體平均密度37kg/m3)。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>熱壓機(jī)將其壓在非織造織物和鋁(A1)箔上15秒45秒。應(yīng)用了本發(fā)明的組合物的聚酯樹脂顯示出改善的阻燃性?？梢源_定，由該聚酯樹脂制備的NVH部件顯示出優(yōu)良的形狀保持性。通常用作NVH部件用材料的玻璃棉與本發(fā)明的聚酯樹脂的性能比較簡(jiǎn)要示于表2中。表2項(xiàng)目<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1.一種賦予聚酯優(yōu)良的阻燃性和形狀保持性的組合物，基于100重量％的所述組合物，所述組合物包含(i)55重量％～75重量％的硅酸鈉溶液；(ii)0.5重量％～7重量％的羧甲基纖維素；(iii)0.7重量％～10重量％的聚氨酯樹脂；(iv)0.7重量％～10重量％的丙烯酸樹脂混合物；和(v)剩余重量百分比的水，其中，(i)所述硅酸鈉溶液包含摩爾比為1∶2.1～1∶2.9的Na2O和SiO2，(iii)所述聚氨酯樹脂由70重量％～80重量％的亞甲基二苯基異氰酸酯和20重量％～30重量％的甲基聚乙二醇組成，且(iv)所述丙烯酸樹脂混合物由36重量％～40重量％的丙烯酸丁酯單體、10重量％～13重量％的甲基丙烯酸甲酯、1重量％～2重量％的乳化劑、3重量％～5重量％的丙烯酸以及剩余重量百分比的水組成。2.制備權(quán)利要求1所述的組合物的方法，所述方法包括(a)混合所述硅酸鈉溶液和所述聚氨酯樹脂；(b)混合所述丙烯酸樹脂混合物和水；(c)在攪拌的同時(shí)緩慢將在步驟(b)中得到的混合物添加至在步驟(a)中得到的混合物中；禾口(d)向在步驟(c)中得到的反應(yīng)混合物中加入羧甲基纖維素。3.—種處理聚酯樹脂以賦予所述聚酯樹脂阻燃性和形狀保持性的方法，所述方法包括將所述聚酯樹脂浸漬至權(quán)利要求1所述的組合物中，然后脫水和干燥。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，使用高壓噴嘴進(jìn)行所述浸漬，通過輥壓、抽真空和振動(dòng)進(jìn)行所述脫水，并通過高溫固化和低溫干燥進(jìn)行所述干燥。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述聚酯樹脂的形狀為雙密度聚酯板。6.經(jīng)權(quán)利要求36中任一項(xiàng)所述的方法處理的聚酯樹脂，所述聚酯樹脂具有阻燃性和形狀保持性。7.—種汽車用NVH部件，所述NVH部件通過壓鑄權(quán)利要求6所述的聚酯樹脂制備而成。全文摘要本發(fā)明公開了一種賦予聚酯優(yōu)良的阻燃性和形狀保持性的組合物?；?00重量％的組合物，所述組合物包含(i)55重量％～75重量％的硅酸鈉溶液，(ii)0.5重量％～7重量％的羧甲基纖維素，(iii)0.7重量％～10重量％的聚氨酯樹脂，(iv)0.7重量％～10重量％的丙烯酸樹脂混合物和(v)剩余重量百分比的水，其中，(i)硅酸鈉溶液包含摩爾比為1∶2.1～1∶2.9的Na₂O和SiO₂，(iii)聚氨酯樹脂由70重量％～80重量％的亞甲基二苯基異氰酸酯和20重量％～30重量％的甲基聚乙二醇組成，和(iv)丙烯酸樹脂混合物由36重量％～40重量％的丙烯酸丁酯單體、10重量％～13重量％的甲基丙烯酸甲酯、1重量％～2重量％的乳化劑、3重量％～5重量％的丙烯酸以及剩余重量百分比的水組成。本發(fā)明還公開了制備所述組合物的方法以及將所述組合物應(yīng)用于聚酯樹脂的方法。應(yīng)用了所述組合物的聚酯樹脂適于用作汽車NVH部件，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)艙的吸音絕熱部件。文檔編號(hào)C08L67/00GK101679725SQ200780052696公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2007年5月1日優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日發(fā)明者李英鐘申請(qǐng)人:安射韓國商事株式會(huì)社