[發明專利]包含被涂覆的基于鋁的金屬氫氧化物的阻燃熱塑性聚氨酯

有效

• 申請號: 201380013448.0
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN104159973B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: O·S·亨策;O·穆爾;A·貝特爾斯;S·康拉德;T·弗拉格;H·魯道夫;C·貝克曼;D·梅耶爾
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K3/00;C08K3/22;C08K9/06;C08K5/00;C08K5/521
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 王媛,鐘守期

本發明涉及阻燃熱塑性聚氨酯。

背景技術

阻燃熱塑性聚氨酯為長期已知的。其中可以將含鹵素或不含鹵素的阻燃劑與熱塑性聚氨酯(TPU)混合。其中包含無鹵阻燃劑的TPU的普遍優點是在燃燒時較少產生有毒且腐蝕性的煙氣。包含無鹵阻燃劑的TPU的具體優點已有詳細記載(例如EP 00617079 B1；EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。

含氮和/或含磷阻燃劑可以被用作TPU中的無鹵阻燃劑(EP 00617079 B1；EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。單獨使用含磷阻燃劑通常無法確保足夠的阻燃性。相比之下，單獨使用或與含磷阻燃劑結合使用含氮阻燃劑通常可提供TPU以非常好的阻燃性，但是還存在含氮化合物還會釋放例如HCN或者氮氧化物的有毒燃燒氣體的缺點。

金屬氫氧化物也可以單獨或與含磷阻燃劑和/或頁硅酸鹽結合用作TPU中的無鹵阻燃劑(DE 10 343 121 A1；EP 1 167 429 B1；EP 01 491 580 B1；EP 1 183 306 B1；WO 2011/050520 A1)。已經表明，這些混合物首先表現出非常好的阻燃性其次具有非常低的煙氣毒性數值。

基于TPU結合金屬氫氧化物的混合物的缺點是抗老化性較低，使所述材料在很多應用領域不適用。例如，EP 2 374 843 A1中嘗試通過加入二價和三價微溶性金屬氧化物來提高抗老化性。

目的

因此，本發明的目的在于，提供一種具有良好的機械性能的阻燃熱塑性聚氨酯，其容易通過常規方法進行加工，表現出符合工業要求的阻燃性，且同時具有良好的耐水解性和抗老化性，尤其是抗氧化老化性。

發明內容

出人意料地，所述目的已通過阻燃熱塑性聚氨酯實現，所述阻燃熱塑性聚氨酯是基于至少一種二異氰酸酯和至少一種對異氰酸酯具有反應性的物質、優選地至少一種擴鏈劑、以及任選地至少一種催化劑，且包含至少一種阻燃劑和任選地添加劑和/或助劑，其中至少一種阻燃劑為至少在一定程度上被涂層涂覆的金屬氫氧化物，且金屬氫氧化物為氫氧化鋁、氧化鋁氫氧化物和所述氫氧化物的混合物。使用被涂覆的金屬氫氧化物不僅能實現改善的機械強度值而且能實現改善的抗老化性。機械強度和抗老化性是基于阻燃熱塑性聚氨酯。所述性能尤其還通過結合優選的實施方案而得到改善。所述涂層在實踐中不會對熱塑性聚氨酯的阻燃性能產生任何不良影響。

圖

圖1示出了實施例4的實驗編號3和6的錐形量熱測試結果的圖形化描述的Petrella圖。材料對迅速發展的火焰的貢獻在x軸上呈增長的趨勢。商PHRR/tig以單位[kW/m²s]繪出。所述材料對長持續時間火焰(THP)的貢獻的趨勢繪于y軸，單位為[MJ/m²]。此處，具備較好阻燃值的材料顯示出最小的x和y值。該圖很明顯地表明，本發明的實驗3顯示出顯著優于非本發明的實驗6的阻燃性。

詳細描述

阻燃熱塑性聚氨酯基于至少一種二異氰酸酯和至少一種對異氰酸酯具有反應性的物質、優選地至少一種擴鏈劑、以及任選地至少一種催化劑，且包含至少一種阻燃劑和任選地添加劑和/或助劑，也可被稱為基于熱塑性聚氨酯的阻燃性制劑，其中該制劑包含二異氰酸酯、至少一種對異氰酸酯具有反應性的物質、優選地至少一種擴鏈劑以及任選地至少一種催化劑的反應產物，其中該制劑還包含至少一種阻燃劑以及任選地添加劑和/或助劑。

金屬氫氧化物

本發明中所使用的氫氧化物是鋁的氫氧化物或雙氫氧化物。金屬氫氧化物的優點在于在著火情況下它們僅僅釋放水，因而不形成任何有毒的或腐蝕性的煙氣產物。另外，所述氫氧化物能夠減少著火情況下的煙氣濃度。然而，所述物質的的缺點是，其首先促進熱塑性聚氨酯的水解，其次是對聚氨酯的氧化老化具有不利影響。在本發明的上下文中，當熱塑性聚氨酯的機械參數如拉伸強度、拉伸斷裂應變(tensile strain at break)、抗撕裂蔓延性(tear-propagation resistance)、柔韌性、耐沖擊性、柔軟度等隨著時間的推移發生不利變化時，使用氧化老化的表述。為了在實驗室中驗證老化的過程，首先測量高溫老化前的機械參數，然后測量適當老化后的機械參數。老化時優選的老化溫度為113℃或者121℃，老化7天。根據需要可使用其他溫度和時間。