耐热阻燃聚酯、聚酯制品、其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种聚酯，具体涉及一种耐热阻燃聚酯、聚酯制品及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）由对苯二甲酸和乙二醇合成，广泛应用于化纤、包装材料、工程塑料等领域，全球年产量在7000万吨以上，其中中国4000多万吨，且80%用于纤维制造。目前生产PET的主要原料对苯二甲酸（TPA）完全依赖石化产品对二甲苯（PX），寻找PX及其衍生物的绿色制造成为维持聚酯行业可持续发展的重要命题。生物基高分子材料以可持续的生物质及其平台化合物为原料，既可降低高分子材料对石化资源的消耗，又可降低CO2的排放。因此，以生物质资源开发能替代石油基的生物基聚酯，有利于节约石化资源和保护环境，实现聚酯的真正绿色制造和循环使用。
通过淀粉或糖类规模化制备的生物基2,5-呋喃二甲酸（FDCA）具有芳香结构，与石油基的对苯二甲酸有相似的化学结构，是非常优异的生物基芳香聚酯单体。基于FDCA的聚酯主要有聚对苯二甲酸乙二醇酯（PEF）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPF）、聚对苯二甲酸2,2-二甲级-1,3-丙二醇酯（PNF）等，其玻璃化转变温度分别只有84℃、58℃和68℃。在用于消防产品、厨电产品、食品包装、光学领域、建筑材料、装饰材料、汽车制造等领域时，其玻璃化转变温度明显不足，且阻燃性也需要进一步提高，来保证生命及财产安全。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种耐热阻燃聚酯及其制备方法，以克服现有FDCA基聚酯耐热和阻燃不足的缺点。
本发明的另一个目的在于提供所述耐热阻燃聚酯的应用。
本发明的另一目的还在于提供一种聚酯制品的加工方法。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种耐热阻燃聚酯，其具有如式（Ⅱ）所示的结构：
式（Ⅱ）
其中，R1、R2、R3、R4均独立地选自氢、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或卤素基团，优选为卤素取代的C1～C6的烷基，R5独立地选自氢、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar1和Ar2均独立地选自取代或未取代的苯环，x为0~2内的任一整数，R6为二元醇残基，R7为二元酸残基，j、k、m、n均为1~10内的任一整数，z为10~100内的任一整数。
进一步的，所述耐热阻燃聚酯的玻璃化转变温度为88~140℃，阻燃特性为V1级。
本发明实施例还提供了一种耐热阻燃聚酯的制备方法，其包括：
使包含含磷化合物、二元酸和/或二元酸酯化物、二元醇、酯化和/或酯交换催化剂的第一混合反应体系进行共聚反应，获得中间产物；
使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下继续反应，获得耐热阻燃聚酯；
其中，所述含磷化合物具有如式（Ⅰ）所示的结构：
式（Ⅰ）
式（I）中，X、Y均独立地选自-OH、-OCOCH3或-O(CH2)2OH，R1、R2、R3、R4均独立地选自氢、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或卤素基团，优选为卤素取代的C1～C6的烷基，R5独立地选自氢、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar1和Ar2均独立地选自取代或未取代的苯环。
本发明实施例还提供了前述耐热阻燃聚酯于制备包装材料、阻隔膜、阻隔瓶、纤维、工程塑料、消防产品、厨电产品、建筑材料、装饰材料、汽车制造（如汽车）或光学领域（如光学设备）中的应用。
相应的，本发明实施例还提供了一种聚酯制品的加工方法，其包括：至少采用挤出、注射、纺丝中的任意一种方式将所述的耐热阻燃聚酯制成所需的聚酯制品。
较之现有技术，本发明的有益效果包括：
1）本发明实施例通过将含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸及其它二元酸、二元醇共聚，制备得到新型的耐热阻燃聚酯，含磷化合物的加入可以有效的提高现有2,5-呋喃二甲酸基聚酯的玻璃化转变温度和阻燃特性，例如，使其玻璃化转变温度由原来的40-84℃提高到88～140℃，阻燃特性达到V0级；
2）本发明实施例采用的原料2,5-呋喃二甲酸可来源于淀粉或纤维素等可再生物质，将有力推动高分子材料的可持续发展；
3）本发明实施例提供的制备方法可促进高分子材料产业摆脱对石油资源的高度依赖；
4）本发明实施例提供的共聚酯同时具有优异的耐热性和阻燃性，可广泛应用于消防产品、厨电产品、食品包装、光学领域、建筑材料、装饰材料、汽车制造等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯的DSC图谱；
图2是本发明实施例1制备的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯的TGA图谱。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是通过含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸及其它二元酸、二元醇共聚，制备得到新型的耐热阻燃聚酯。通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供了一种耐热阻燃聚酯，其具有如式（Ⅱ）所示的结构：
式（Ⅱ）
其中，R1、R2、R3、R4均独立地选自氢、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或卤素基团，优选为卤素取代的C1～C6的烷基，R5独立地选自氢、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar1和Ar2均独立地选自取代或未取代的苯环，x为0~2内的任一整数，R6为二元醇残基，R7为二元酸残基，j、k、m、n均为1~10内的任一整数，z为10~100内的任一整数。
进一步地，所述耐热阻燃聚酯的玻璃化转变温度为88~140℃，优选为90~140℃，尤其优选为100~140℃，阻燃特性为V1级。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种耐热阻燃聚酯的制备方法，其包括：
使包含含磷化合物、二元酸和/或二元酸酯化物、二元醇、酯化和/或酯交换催化剂的第一混合反应体系进行共聚反应，获得中间产物；
使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在真空条件下继续反应，获得耐热阻燃聚酯；
其中，所述含磷化合物具有如式（Ⅰ）所示的结构：
式（Ⅰ）
式（I）中，X、Y均独立地选自-OH、-OCOCH3或-O(CH2)2OH，R1、R2、R3、R4均独立地选自氢、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或卤素基团，优选为卤素取代的C1～C6的烷基，R5独立地选自氢、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar1和Ar2均独立地选自取代或未取代的苯环。
亦即，在一些实施例中，用于合成所述聚酯的组分包括：
组分（a）：含磷化合物，其结构如式（Ⅰ）所示：
式（Ⅰ）
式（I）中，X、Y均独立地选自-OH、-OCOCH3或-O(CH2)2OH，R1、R2、R3、R4均独立地选自氢、取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1～C6的烷氧基或卤素基团，优选为卤素取代的C1～C6的烷基，R5独立地选自氢、苯基或取代或未取代的C1～C10的烷基，Ar1和Ar2均独立地选自苯环、含有取代基的苯环。
组分（b）：2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸酯化物；
组分（c）：二元醇。
进一步地，用于合成所述聚酯的组分还可以包含组分（d）：其它二元酸或其酯化物。
亦即，换一种角度来讲，所述耐热阻燃聚酯的制备方法具体包括：使包含组分（a）、（b）、（c）、（d）、酯化或酯交换催化剂，在160～260℃反应2～6h，得到第一产物（即本文中的“中间产物”）；然后加入缩聚催化剂、稳定剂在200～290℃，真空度条件下反应1～8h，得到聚酯。
在一些实施方案中，所述制备方法具体包括：在保护性气氛下，使包含含磷化合物、二元酸和/或二元酸酯化物、二元醇、酯化和/或酯交换催化剂的第一混合反应体系于160~260℃进行共聚反应2~6h，获得中间产物。
在一些实施方案中，所述含磷化合物与二元醇的摩尔比为2~40：100。
在一些实施方案中，所述含磷化合物与二元酸和/或二元酸酯化物的摩尔比为1~90：100，优选为5~80：100，尤其优选为10~70：100，尤其优选为15~50：100，尤其优选为15~40：100。
亦即，换一种角度来讲，所述组分（a）的摩尔量为（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）摩尔量的1～90%。
进一步地，所述组分（a）的摩尔量为（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）摩尔量的5～80%。
进一步地，所述组分（a）的摩尔量为（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）摩尔量的10～70%。
进一步地，所述组分（a）的摩尔量为（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）摩尔量的15～50%。
进一步地，所述组分（a）的摩尔量为（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）摩尔量的15～40%。
在一些实施方案中，所述酯化和/或酯交换催化剂与二元酸和/或二元酸酯化物的摩尔比为0.3~3：1000。
在一些实施方案中，所述含磷化合物优选自下列的任一化合物：
进一步地，所述含磷化合物优选自下列式（1）-式（30）中的任一化合物：
在一些实施方案中，所述二元酸和/或二元酸酯化物包括2,5-呋喃二甲酸和/或2,5-呋喃二甲酸酯化物，或者2,5-呋喃二甲酸和/或2,5-呋喃二甲酸酯化物与其它二元酸和/或其它二元酸酯化物的组合。
其中，当所述二元酸和/或二元酸酯化物为2,5-呋喃二甲酸和/或2,5-呋喃二甲酸酯化物与其它二元酸和/或其它二元酸酯化物的组合时，所述2,5-呋喃二甲酸和/或2,5-呋喃二甲酸酯化物与二元酸和/或二元酸酯化物的摩尔比为1~100：100，优选为5~100：100，尤其优选为10~100：100，尤其优选为20~100：100，尤其优选为30~100：100，尤其优选为40~100：100。
亦即，换一种角度来讲，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为1～100%。
进一步地，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为5～100%。
进一步地，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为10～100%。
进一步地，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为20～100%。
进一步地，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为30～100%。
进一步地，所述组分（b）2,5-呋喃二甲酸或其酯化物含量与（2,5-呋喃二甲酸或其酯化物+其它二元酸或其酯化物）的摩尔比为40～100%。
在一些优选的实施方案中，所述其它二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、环己烷二甲酸、丁二酸、己二酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述其它二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
亦即，换一种角度来讲，所述组分（d）其它二元酸或其酯化物包含对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸、环己烷二甲酸、丁二酸、己二酸或其酯化物等中的至少一种。
进一步地，所述组分（d）其它二元酸或其酯化物为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸或其酯化物等中的至少一种。
在一些优选的实施方案中，所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、苯二甲醇、异山梨醇、1,2-丙二醇、双环戊二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、苯二甲醇、异山梨醇、1,2-丙二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
亦即，换一种角度来讲，所述组分（c）二元醇包含乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、苯二甲醇、异山梨醇、1,2-丙二醇、双环戊二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇等中的至少一种。
进一步地，所述组分（c）二元醇为含乙二醇、丙二醇、环己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、苯二甲醇、异山梨醇、1,2-丙二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇等中的至少一种时，共聚酯玻璃化转变温度可达到90～140℃，优选的，可达到100～140℃。
在一些实施方案中，所述酯化或酯交换催化剂可以包括锌系催化剂、锰系催化剂、钛系催化剂和锑系催化剂等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述锌系催化剂包括乙酸锌，但不限于此。
进一步地，所述锰系催化剂包括乙酸锰，但不限于此。
进一步地，所述钛系催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、二氧化钛、无机负载钛催化剂等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述锑系催化剂包括三氧化二锑、乙二醇锑、乙酸锑、聚乙二醇锑等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述聚酯的制备方法具体包括：使包含组分（a）、（b）、（c）、（d）、酯化或酯交换催化剂，在惰性气体，包含氮气或氩气，在160～260℃进行共聚反应2～6h，得到所述中间产物。
进一步地，所述共聚反应的温度为180~240℃，时间为3~6h，即在180～240℃反应3～6h，得到中间产物。
进一步地，所述保护性气氛包括惰性气体气氛和/或氮气气氛，所述惰性气体可以氩气，但不限于此。
在一些优选的实施方案中，所述制备方法具体包括：使包含所述中间产物、缩聚催化剂和稳定剂的第二混合反应体系在温度为200~290℃、真空度在300Pa以下的条件下反应1~8h，获得所述耐热阻燃聚酯。
进一步地，所述制备方法包括：加入缩聚催化剂、稳定剂，使所述第二混合反应体系在温度为220~290℃、真空度在200Pa以下的条件下反应2~6h，获得所述耐热阻燃聚酯。
进一步地，所述制备方法包括：加入缩聚催化剂、稳定剂，使所述第二混合反应体系在温度为230~280℃、真空度在100Pa以下的条件下反应2~5h，获得所述耐热阻燃聚酯。
在一些实施方案中，所述二元酸和/或二元酸酯化物与缩聚催化剂的摩尔比为1000：0.4~3。
在一些实施方案中，所述二元酸和/或二元酸酯化物与稳定剂的摩尔比为1000：0.5~3。
在一些实施方案中，所述缩聚催化剂包括钛系催化剂、锡系催化剂、锑系催化剂、锗系催化剂等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述钛系催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、二氧化钛、无机负载钛催化剂等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述锡系催化剂包括氧化二丁基锡、异辛酸亚锡、单丁基三异辛酸锡、氧化二辛基锡等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述锑系催化剂包括三氧化二锑、乙二醇锑、乙酸锑、聚乙二醇锑等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述锗系催化剂包括二氧化锗、氧化锗等，但不限于此。
在一些实施方案中，所述稳定剂包括磷系稳定剂，优选包括亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的耐热阻燃聚酯于制备包装材料（如食品包装）、阻隔膜、阻隔瓶、纤维、工程塑料、消防产品、厨电产品、建筑材料、装饰材料、汽车制造或光学等领域中的用途。
相应的，本发明实施例的另一个方面还提供了一种聚酯制品的加工方法，其包括：至少采用挤出、注射、纺丝中的任意一种方式将所述耐热阻燃聚酯制成所需的聚酯制品。
例如，本发明实施例提供了一种聚酯制品，例如聚酯颗粒的制备方法，其包括：将所述耐热阻燃聚酯在同向双螺杆挤出机内进行熔融挤出、造粒；其中，所述同向双螺杆挤出机的工作参数包括：料筒温度为225℃～240℃，模头温度为240℃～245℃。
例如，本发明实施例提供了一种聚酯膜的加工方法，其包括：
将所述耐热阻燃聚酯送入单螺杆挤出机，在240℃～245℃熔融挤出，并使熔融流体流延到一转动的冷却滚筒上，得到厚度为1500μm～5500μm的铸塑厚片；
将所述铸塑厚片预热到88~140℃后纵向拉伸 3～4倍，之后再次预热到88~140℃并横向拉伸3～4.5倍，其后在225℃～240℃热定型，获得聚酯膜。
又例如，本发明实施例还提供了一种多层复合膜，其包括依次层叠设置的第一结构层和第二结构层，所述第一结构层与第二结构层粘接结合，并且所述第一结构层为由所述耐热阻燃聚酯形成的薄膜。所述第二结构层可以为无机材料、有机材料或其复合材料形成。所述多层复合膜可以应用为服装面料、易燃物品表面的保护膜等等，且不限于此。
藉由上述技术方案，本发明实施例通过将含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸及其它二元酸、二元醇共聚，制备得到新型的耐热阻燃聚酯，含磷化合物的加入可以有效的提高现有2,5-呋喃二甲酸基聚酯的玻璃化转变温度和阻燃特性，可以使现有呋喃基聚酯的玻璃化转变温度由原来的40-84℃提高到88～140℃，阻燃特性在V1级以上，最高可达到V0级，使共聚酯同时具有优异的耐热性和阻燃性。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
下列实施例中，核磁共振氢谱1H-NMR采用Bruker 400 AVANCE Ⅲ Spectrometer型仪器上测定，400MHz，CF3COOD。
下列实施例中，热分析使用差示扫描量热（Mettler Toledo DSC）以10℃/min的升温速率，在N2气氛进行，温度范围为-50-300℃。热失重分析（TGA）在Perkin-Elmer DiamondTG/DTA上进行，加热速率为20℃/min，温度范围为50-800℃。
实施例1 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、含磷化合物（式（8））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.3：2.0：0.001加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至185℃，反应3.5h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.0‰的三氧化二锑、2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的磷酸三苯酯，真空度为30Pa，逐步升温至245℃，反应5.0h，得到聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，共聚酯结构如下式所示，1H-NMR（d-DMSO）：δ=7.13ppm，呋喃环，2H；δ=4.55ppm，-CH2CH2-，3.6H；δ=3.63ppm，甲基，0.59H；δ=4.10-4.60ppm，CH，0.1H；δ=6.41-7.72ppm，苯环，1.4H。共聚酯的玻璃化转变温度为107℃，DSC图谱如图1所示；氮气中T5%热失重温度为372℃，TGA图谱如图2所示，阻燃性能测试为V1级。
其中，m，n为1-10整数；y为10-100整数。
实施例2将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、含磷化合物（式（4））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.05：2.1：0.0008加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至190℃，反应3h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的三氧化二锑、2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量2.0‰的磷酸三苯酯，真空度为60Pa，逐步升温至250℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其结构式如下式所示。所述共聚酯的玻璃化转变温度为91℃，阻燃性能测试为V1级。
其中，m，n为1-10整数；y为10-100整数。
实施例3 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、含磷化合物（式（8））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.2：2.1：0.0012加入到反应器中，升温至200℃，反应4h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的三氧化二锑、2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量2.0‰的磷酸三苯酯，真空度为30Pa，升温至245℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其结构式如下式所示。所述共聚酯的玻璃化转变温度为101℃，阻燃性能测试为V0级。
其中，m，n为1-10整数；y为10-100整数。
实施例4 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、含磷化合物（式（2））、乙二醇、钛酸四丁酯按照摩尔比1：0.45：2.1：0.0018加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至190℃，反应2h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量2.0‰的磷酸三苯酯，真空度为60Pa，逐步升温至270℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其结构式如下式所示。所述共聚酯的玻璃化转变温度为114℃，阻燃性能测试为V0级。
其中，m，n为1-10整数；y为10-100整数。
实施例5 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、含磷化合物（式（8））、乙二醇、钛酸四丁酯按照摩尔比1：0.70：3.0：0.002加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至200℃，反应4h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量3.0‰的磷酸三苯酯，真空度为15Pa，逐步升温至260℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其结构式如下式所示。所述共聚酯的玻璃化转变温度为127℃，阻燃性能测试为V0级。
其中，m，n为1-10整数；y为10-100整数。
实施例6 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯及对苯二甲酸二甲酯（两者摩尔比为3：20）、含磷化合物（式（10））、乙二醇、无水乙酸锰按照摩尔比1：0.2：2.2：0.0025加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应3.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+对苯二甲酸二甲酯）摩尔量1.5‰的乙酸锑，（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+对苯二甲酸二甲酯）摩尔量0.5‰的磷酸三甲酯，真空度为160Pa，逐步升温至260℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸对苯二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯。所述共聚酯的玻璃化转变温度为102℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例7 将2,5-呋喃二甲酸及邻苯二甲酸（两者摩尔比为1：100）、含磷化合物（式（14））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.1：2.2：0.0015加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至240℃，反应5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸+邻苯二甲酸）摩尔量1.2‰的乙二醇锑，（2,5-呋喃二甲酸+邻苯二甲酸）摩尔量0.6‰的磷酸三甲酯，真空度为80Pa，逐步升温至285℃，反应1.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸邻苯二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为97℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例8 将2,5-呋喃二甲酸及萘二甲酸（两者摩尔比为3：10）、含磷化合物（式（16））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.1：1.8：0.0006加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至250℃，反应3.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸+邻苯二甲酸）摩尔量1.6‰的聚乙二醇锑和0.3‰的异辛酸亚锡、（2,5-呋喃二甲酸+邻苯二甲酸）摩尔量1.0‰的磷酸三甲酯，真空度为30Pa，逐步升温至265℃，反应1.5h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸萘二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为112℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例9 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯及环己烷二甲酸二甲酯（两者摩尔比为1：100）、含磷化合物（式（18））、新戊二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.4：3.0：0.0003加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至170℃，反应6.0h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+环己烷二甲酸二甲酯）摩尔量1.4‰的乙二醇锑和1.0‰的氧化锗，（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+环己烷二甲酸二甲酯）摩尔量0.8‰的亚磷酸，真空度为180Pa，逐步升温至230℃，反应8.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸环己烷二甲酸新戊二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为96℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例10 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯及丁二酸（两者摩尔比为1：20）、含磷化合物（式（24））、2-甲基-1,3-丙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.3：3.0：0.0028加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至160℃，反应4.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+丁二酸）摩尔量1.0‰的乙二醇锑和1.0‰的二丁基氧化锡，（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+丁二酸）摩尔量1.3‰的焦磷酸，真空度为25Pa，逐步升温至255℃，反应6.5h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸丁二酸2-甲基-1,3-丙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为96℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例11 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯及己二酸（两者摩尔比为1：10）、含磷化合物（式（20））、异山梨醇、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.1：0.2：2.4：0.0023加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+己二酸）摩尔量2.5‰的乙二醇锑，（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+己二酸）摩尔量1.5‰的磷酸铵，真空度为10Pa，逐步升温至260℃，反应3.5h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸己二酸异山梨醇乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为101℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例12 将2,5-呋喃二甲酸与对苯二甲酸和萘二酸（三者摩尔比为1：2：3）、含磷化合物（式（2））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.3：2.0：0.001加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至230℃，反应4.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸+对苯二甲酸+萘二酸）摩尔量3.0‰的乙二醇锑，（2,5-呋喃二甲酸+对苯二甲酸+萘二酸）摩尔量1.6‰的亚磷酸二苯酯，真空度为10Pa，逐步升温至280℃，反应2.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸对苯二甲酸萘二酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为139℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例13将2,5-呋喃二甲酸、含磷化合物（式（4））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：0.2：2.1：0.002加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至185℃，反应4.5h，然后加入2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.0‰的乙二醇锑，2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.5‰的亚磷酸三苯酯，真空度为35Pa，逐步升温至240℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为98℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例14将2,5-呋喃二甲酸、环己烷二甲醇、含磷化合物（式（6））、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：2.1：0.2：0.002加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至190℃，反应4.5h，然后加入2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.0‰的乙二醇锑，2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.5‰的亚磷酸二苯酯，真空度为210Pa，逐步升温至260℃，反应6.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸环己烷二甲醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为97℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例15将2,5-呋喃二甲酸、乙二醇、含磷化合物（式（1））、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：2.1：0.1：0.002加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至190℃，反应4.0h，然后加入2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.0‰的钛酸异丙酯，2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.5‰的亚磷酸铵，真空度为25Pa，逐步升温至240℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为96℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例16 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、乙二醇、含磷化合物（式（30））、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：2.1：0.6：0.002加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至170℃，反应4.0h，然后加入2,5-呋喃二甲酸摩尔量1.0‰的钛酸异丙酯和1.0‰的单丁基三异辛酸锡，加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的磷酸二氢铵，真空度为12Pa，逐步升温至240℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸丁二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为121℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例17 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯及对苯二甲酸二甲酯（两者摩尔比为1：1）、含磷化合物（式（5））、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1：0.2：2.2：0.0025加入到反应器中，氮气保护条件下，逐步升温至180℃，反应4.5h，然后加入（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+对苯二甲酸二甲酯）摩尔量1.5‰的三氧化二锑，（2,5-呋喃二甲酸二甲酯+对苯二甲酸二甲酯）摩尔量0.5‰的磷酸二甲酯，真空度为20Pa，逐步升温至250℃，反应4.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸对苯二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，所述共聚酯的玻璃化转变温度为104℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例18 将2,5-呋喃二甲酸二乙酯、含磷化合物（式（10））、乙二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、聚乙二醇锑按照摩尔比1:0.1:0.2:2.0:0.001加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至180℃，反应3h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二乙酯摩尔量1‰的氧化二辛基锡、2,5-呋喃二甲酸二乙酯摩尔量1.5‰的亚磷酸三苯酯，真空度为100Pa，逐步升温至240℃，反应4.0h，得到聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为102℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例19 将2,5-呋喃二甲酸二丁酯及环己烷二甲酸（两者摩尔比为4：1）、含磷化合物（式（12））、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、无机负载钛催化剂按照摩尔比1:0.1:1.6：0.001加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至180℃，反应3h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二丁酯摩尔量1‰的异辛酸亚锡、2,5-呋喃二甲酸二丁酯摩尔量1.5‰的焦磷酸，真空度为10Pa，逐步升温至250℃，反应4.0h，得到聚2,5-呋喃二甲酸环己烷二甲酸含磷二醇2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为132℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例20 将2,5-呋喃二甲酸1,8-辛二酯及间苯二甲酸（两者摩尔比为3：5）、含磷化合物（式（24））、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇锑按照摩尔比1：0.1：2.0：0.001加入到反应器中，氮气保护条件下，升温至180℃，反应3h，然后加入2,5-呋喃二甲酸1,8-辛二酯摩尔量1‰的二氧化锗、2,5-呋喃二甲酸1,8-辛二酯摩尔量1.5‰的亚磷酸二苯酯，真空度为100Pa，逐步升温至270℃，反应2.5h，得到聚2,5-呋喃二甲酸含磷二醇2-甲基-1,3-丙二醇酯，其玻璃化转变温度为94℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例21：本实施例与实施例1基本相同，区别在于：其中的共聚反应温度被调整为260℃，缩聚反应的温度被调整为200℃，反应时间被调整为8h，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为104℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例22：本实施例与实施例1基本相同，区别在于：其中的含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为1：100，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为88℃，阻燃性能测试为V2级。
实施例23：本实施例与实施例2基本相同，区别在于：其中的缩聚反应的温度被调整为220℃，反应时间被调整为5h，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为90℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例24：本实施例与实施例2基本相同，区别在于：其中的含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为90：100，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为139℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例25：本实施例与实施例2基本相同，区别在于：其中的含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为80：100，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为133℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例26：本实施例与实施例2基本相同，区别在于：其中的含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为50：100，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为118℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例27：本实施例与实施例2基本相同，区别在于：其中的含磷化合物与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为15：100，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为98℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例28：本实施例与实施例1基本相同，区别在于：其中的无水乙酸锌与2,5-呋喃二甲酸二甲酯的摩尔比被调整为3：1000，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为107℃，阻燃性能测试为V0级。
实施例29：本实施例与实施例1基本相同，区别在于：加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量0.4‰的二氧化钛，且其中的稳定剂磷酸三苯酯被替代为次亚磷酸，最终所获产品为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯，其玻璃化转变温度为107℃，阻燃性能测试为V0级。
对比例1 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、乙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：2.1：0.001加入到反应器中，升温至180℃，反应4.0h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.0‰的钛酸异丙酯，2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的亚磷酸，真空度为30Pa，升温至240℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯，玻璃化转变温度为84℃，阻燃性能测试为V2级。
对比例2 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、丙二醇、无水乙酸锌按照摩尔比1.0：2.1：0.001加入到反应器中，升温至180℃，反应4.0h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.0‰的钛酸异丙酯，2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的亚磷酸，真空度为30Pa，升温至220℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸丙二醇酯，玻璃化转变温度为60℃，阻燃性能测试为V2级。
对比例3 将2,5-呋喃二甲酸二甲酯、丁二醇、钛酸四丁酯按照摩尔比1.0：2.1：0.001加入到反应器中，升温至180℃，反应4.0h，然后加入2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.0‰的钛酸异丙酯，2,5-呋喃二甲酸二甲酯摩尔量1.5‰的亚磷酸，真空度为45Pa，升温至210℃，反应3.0h，得到目标产物。经1H-NMR表征发现，该目标产物为聚2,5-呋喃二甲酸丁二醇酯，玻璃化转变温度为40℃，阻燃性能测试为V2级。
对比例4 该对比例中一种阻燃聚酯的制备方法与实施例1基本相同，区别在于：以9 ,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-丁二酸替代了式（8）所示的含磷化合物。该对比例最终所获产物的玻璃化转变温度为84℃，阻燃性能测试为V1级。
实施例30：将实施例1所获的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯在同向双螺杆挤出机内进行熔融挤出、造粒。所述同向双螺杆挤出机的工作参数为：料筒温度为225℃～240℃，模头温度为240℃～245℃。之后利用注塑机将其注射成标准试样，注塑机参数为：料筒温度为235℃～245℃,保压时间10s，分别按ASTM D638-08、GB/T1843-2008对该标准试样进行测试，结果显示，该标准试样的拉伸性能、断裂伸长率和缺口冲击强度均较为理想。
实施例31：将实施例2所获的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯与糠酸钠按照1：0.15%的质量比混合制成纺丝熔体，再进行纺丝，纺丝工艺参数主要为：纺丝时的滤后压力为128kg/cm2；挤出温度为240℃；冷却温度为20℃；卷绕速度为3500m/min；纺丝熔体的挤出胀大比为1.18。由此制得的聚酯纤维丝具有较高的拉伸强度和断裂伸长率。
实施例32：将实施例2所获的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇含磷二醇共聚酯送入单螺杆挤出机，在240℃～245℃熔融挤出，并使熔融流体流延到一转动的冷却滚筒上，得到厚度为1500μm～5500μm的铸塑厚片，再将所述铸塑厚片预热到100~110℃后纵向拉伸 3～4倍，之后再次预热到100~110℃并横向拉伸3～4.5倍，其后在225℃～240℃热定型，获得聚酯膜。
该聚酯膜可以在多种领域应用。例如，可以将其与织物面料、里料通过粘合剂结合，形成具有复合层状结构的衣料，用于制作各类具有阻燃耐热性能的防护服等。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has 或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/ 或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。
