[發明專利]一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310305751.X
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103342889A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 曹政委
• 申請（專利權）人: 深圳市優力新材料有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/08;C08K13/02;C08K5/523;C08K5/521;C08K3/34;C08K3/26
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘;李翔

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯是由低聚物二元醇、二異氰酸酯和低分子二醇或二胺聚合而成的線性或有少量支化、交聯的高分子材料。目前，對熱塑性聚氨酯復合材料的研究正在不斷深入以及其應用范圍不斷的拓展，其對阻燃的要求也越來越高。截止目前，國內外對聚氨酯復合材料的阻燃研究相對較少，主要集中在阻燃劑的選擇上。含鹵阻燃劑由于其具有優良的阻燃性能，曾被廣泛用于阻燃熱塑性聚氨酯材料；但是一旦發生火災時，這類含鹵阻燃材料會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害。近年來，隨著材料應用領域的環保要求逐漸提高，絕大部分電線電纜、薄膜、注塑品等塑料用品的原材料要求禁用鹵素阻燃劑，這就要求熱塑性聚氨酯生產廠家尋求新型無鹵阻燃聚氨酯復合材料的配方及其制備工藝。因此，提供一種制備工藝簡單，力學性能良好，潔凈環保的無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料就成為本發明的目的。

發明內容

針對含鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料的技術不足，本發明提供一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料，該復合材料主要成分按重量百分比構成如下：

熱塑性聚氨酯聚合物：60～90%；

無鹵阻燃劑：10～30%；

無機填料：0.5～3%；

所述熱塑性聚氨酯聚合物可選用聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚己內酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯或其混合物。

作為優選，可以通過環氧乙烷與乙二醇反應形成的聚乙二醇、通過環氧丙烷與丙二醇反應而形成的聚丙二醇、通過水與四氫呋喃反應而形成的聚丁二醇，通過四氫呋喃與環氧乙烷反應形成的聚四氫呋喃二醇等作為熱塑性聚氨酯聚合物原料。

所述無鹵阻燃劑可選用有機磷酸酯阻燃材料。

作為優選，可以通過相應的醇或酚與三氯化磷反應，然后水解制得有機磷酸酯，具體可選用磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三異丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。

所述無機填料可選用滑石粉、碳酸鈣、粘土、蒙脫土或其混合物。

作為優選，可選用納米蒙脫土作為無機填料。

本發明提供的一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料，其制作工藝方法主要包括以下步驟：

1)將各種原料組份按預設比例混合，攪拌均勻；

2)攪拌均勻的混合物進入擠出機，混合物在擠出機中的反應時間為3～5min，反應溫度為180～200℃；

3)處于熔融狀態的熱塑性聚氨酯被擠壓成絲股狀出來后，進水下冷卻處理后進行切粒操作，獲得熱塑性聚氨酯復合材料粒料。

按照上述制備方法，本發明提供的一種新型無鹵阻燃熱塑性聚氨酯復合材料，符合環保要求，力學性能良好，阻燃性能好，制作工藝簡單，可用于高環保要求的阻燃材料，如電線電纜、薄膜、注塑品等。

具體實施方式

下面列出兩個非限制性的實施例，對本發明作進一步的說明。

實施例1

將1000g聚氧化丙烯二醇與200g磷酸三甲苯酯、15g納米蒙脫土，及其他適量的反應催化劑、抗氧化劑等添加劑混合攪拌均勻后，混合料進入擠出機，混合物在擠出機中的反應時間為3～5min，反應溫度為180～200℃；混合物經進入擠出機擠壓成絲股狀出來后，經過水下冷卻處理進行切粒操作，制得熱塑性聚氨酯復合材料的粒料。產物性能詳見表1。

實施例2

將1000g聚四氫呋喃二醇與200g甲苯基二苯基磷酸酯、15g納米蒙脫土，及其他適量的反應催化劑、抗氧化劑等添加劑混合攪拌均勻后，混合料進入擠出機，混合物在擠出機中的反應時間為3～5min，反應溫度為180～200℃；混合物經進入擠出機擠壓成絲股狀出來后，經過水下冷卻處理進行切粒操作，制得熱塑性聚氨酯復合材料的粒料。產物性能詳見表1。

從表中可以看出，實施例中的2款產品均具有良好的阻燃性，且在發生火災時，這類無鹵阻燃材料不會產生煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，潔凈環保。

表1產物物理性能參數試驗結果