[發(fā)明專利]阻燃熱塑性聚氨酯組合物及其發(fā)泡珠粒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711020245.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109705563B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鵬;呂明福;張師軍;徐耀輝;宋文波;侴白舸;徐萌;解娜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L27/18;C08L23/06;C08K13/04;C08K7/06;C08K5/5397;C08K3/34;C08J9/12;C08J9/228;D01F9/15;D01F1/09
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;桑勝梅

本發(fā)明提供了一種阻燃熱塑性聚氨酯組合物，其包括：熱塑性聚氨酯基礎(chǔ)樹脂、阻燃劑以及任選地抗氧劑，其中所述阻燃劑包括氧化膦與過渡金屬鹽形成的配合物。本發(fā)明采用的熱塑性聚氨酯基礎(chǔ)樹脂制成的發(fā)泡珠粒泡孔致密均勻，且制成的發(fā)泡珠粒成型體的壓縮強(qiáng)度非常高；同時，將本發(fā)明提供的熱塑性聚氨酯組合物與特定的阻燃劑和特定的抗靜電劑配合使用時，阻燃劑和抗靜電劑之間可以發(fā)生協(xié)同作用，同時提高阻燃性能和抗靜電性能。由本發(fā)明的阻燃熱塑性聚氨酯組合物制備的發(fā)泡珠粒具有低溫抗沖擊性能佳、抗靜電、阻燃、工藝簡便、閉孔率高、密度可控的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻燃熱塑性聚氨酯組合物及其發(fā)泡珠粒。

背景技術(shù)

熱塑性聚氨酯(TPU)是一類溶劑可以溶解、加熱可以塑化的熱塑性樹脂，具有耐油脂、高強(qiáng)高韌耐磨耐老化等良好性能，且加工性能好，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、體育、航空航天及汽車等領(lǐng)域。微觀上，TPU由兩種嵌段(硬段和軟段)構(gòu)成：硬段部分由二異氰酸酯組成，如六亞甲基二異氰酸酯(MDI)等；軟段部分由二元醇組成，如丁二醇、聚醚二醇和聚酯二醇，而用得較多的是聚醚二醇和聚酯二醇。TPU根據(jù)軟段成分的不同，可分為聚醚型和聚酯型。TPU的分子鏈基本是線性的，硬段會相互排列形成硬段區(qū)，從而起到類似交聯(lián)點的作用。線型聚氨酯分子鏈之間存在著許多氫鍵構(gòu)成的物理交聯(lián)，氫鍵對其形態(tài)起到強(qiáng)化作用，從而賦予許多優(yōu)良的性能，如高模量、高強(qiáng)度，優(yōu)良的耐磨性、耐化學(xué)品、耐水解性、耐髙低溫和耐霉菌性。這些良好的性能使得TPU被廣泛應(yīng)用于鞋材、電纜、服裝、汽車、醫(yī)藥衛(wèi)生、管材、薄膜和片材等許多領(lǐng)域。最終制品一般不需要進(jìn)行硫化交聯(lián)，可以縮短反應(yīng)周期，降低能耗。由于它基本上是線型結(jié)構(gòu)聚合物，可采用與熱塑性塑料同樣的技術(shù)和設(shè)備來加工，如注塑、擠出、吹塑、壓延等，特別適用于大批量生產(chǎn)的中、小型尺寸部件。廢棄物料能夠回收并重新利用，生產(chǎn)或加工過程中可使用不同助劑或填料來改善某些物理性能并降低成本。

在TPU制品的生產(chǎn)、加工和應(yīng)用過程中，靜電產(chǎn)生是非常普遍的。然而，TPU的體積電阻率一般在10¹⁶～10²⁰Ω·cm的范圍內(nèi)，靜電荷產(chǎn)生后很難消除。這些電荷積聚容易導(dǎo)致加工及使用過程中發(fā)生火災(zāi)、爆炸和電擊等危險事故。抗靜電的方法主要有兩類：一類是添加具有表面活性的抗靜電劑，使其中的親水基團(tuán)增強(qiáng)表面吸濕性，形成一層單分子層的導(dǎo)電膜，從而加快靜電荷的漏泄；另一類是添加具有一定導(dǎo)電性能的添加劑或?qū)щ姌渲闷湓谒芰瞎不祗w系中形成的導(dǎo)電通道起抗靜電效果，這種共混物稱為復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料或?qū)щ姼叻肿雍辖稹４送猓琓PU自身通常是可燃的，從而限制了其在汽車，航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有報道制備TPU阻燃復(fù)合物。例如，在用于形成所述聚氨酯泡沫的異氰酸酯反應(yīng)性組分中可以包括阻燃添加劑，該阻燃添加劑包括礦物(例如氫氧化鋁)、鹽(例如羥甲基磷鹽)、磷化合物、磷酸酯、和鹵代烴或其它鹵化的化合物(例如含有溴和/或氯等鹵族元素)。中國專利201480023502.4公開了，作為在發(fā)泡劑存在下異氰酸酯組分和異氰酸酯反應(yīng)性組分的反應(yīng)產(chǎn)物形成了具有V0的初始UL 94垂直火焰等級和在150℃下加熱老化一星期后保持V0的UL 94垂直火焰等級的聚氨酯泡沫。所述異氰酸酯組分包括含有異氰酸酯基的化合物和非反應(yīng)性磷化合物，所述非反應(yīng)性磷化合物存在的量為基于所述聚氨酯泡沫總重量計1至20wt％。所述異氰酸酯反應(yīng)性組分包括聚醚多羥基化合物和可膨脹石墨，所述可膨脹石墨存在的量為基于所述聚氨酯泡沫總重量計3至30wt％。但該專利阻燃劑的添加量較高，且未提及TPU發(fā)泡珠粒的制備以及氧指數(shù)等其他阻燃指標(biāo)。

現(xiàn)有的熱塑性聚氨酯及由其制備的熱塑性聚氨酯發(fā)泡珠粒及板材存在阻燃及抗靜電性差，且經(jīng)阻燃抗靜電改性后，熱塑性聚氨酯發(fā)泡材料的泡孔形貌及發(fā)泡倍率控制出現(xiàn)問題，影響后續(xù)模塑成型應(yīng)用。因此，目前存在的問題是急需研究開發(fā)一種兼具良好的阻燃性能和抗靜電性能的阻燃熱塑性聚氨酯組合物及其發(fā)泡珠粒。

發(fā)明內(nèi)容