[發明專利]無鹵環保阻燃熱塑性聚氨酯彈性體組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811587271.6
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN111363340B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 付小亮;黃岐善;翟志斌;咸鶴武
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L77/10;C08L83/04;C08L23/12;C08K5/3492;D06M13/322;D06M101/36;D06M101/30
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明提供無鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體組合物及其制備方法，以熱塑性聚氨酯彈性體的質量為100％計，組合物包含如下組分：熱塑性聚氨酯彈性體100％；經表面處理的高熔點纖維10?40％，優選15?35％，進一步優選19?29％；還包括阻燃劑，阻燃劑包括硅系阻燃劑，所述硅系阻燃劑為熱塑性聚氨酯彈性體質量的10?35％，優選15?30％，進一步優選19?25％；經表面處理的高熔點纖維為經多異氰酸酯類物質表面處理過的高熔點纖維，高熔點纖維的熔點≥200℃。本發明提供的無鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體組合物，不會削弱熱塑性聚氨酯彈性體的機械性能，而且為熱塑性聚氨酯組合物賦予了高阻燃特性和耐高溫老化性能。

技術領域

本發明涉及阻燃熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)組合物，具體涉及包含多種非鹵素阻燃劑的阻燃熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)組合物。

背景技術

熱塑性聚氨酯(TPU)由于其優異的抗張強度、抗撕裂強度、耐磨性、低溫彈性以及可采用多種熱塑加工成型方式，其在注塑制品、薄膜、電線電纜、管材等領域有著廣泛應用。但由于熱塑聚氨酯本身結構特性，具有阻燃性能不佳、氧指數低、在燃燒過程中產生大量滴落物等缺點，從而限制了其在一些對阻燃有明確要求領域的應用。

傳統基于溴和氯的鹵素阻燃添加劑已經被廣泛應用于TPU組合物提供阻燃性能。近年來，隨著大部分國家和行業對環保安全要求日益嚴格，要求阻燃TPU配方設計要采用其他非鹵素阻燃體系。

Noveon Co.在美國公開專利US6777466中公開了使用三聚氰胺氰脲酸酯作為阻燃熱塑性聚氨酯組合物中唯一的有機阻燃劑添加劑，該專利公開的組合物無鹵環保、較好保持熱塑性聚氨酯的機械性能，但是組合物在燃燒過程中仍會發生滴落現象，限制其組合物在一些高阻燃要求領域的應用。

Lubrizol Co.在美國公開專利US20090326108中公開了使用含有有機磷酸酯、三聚氰胺衍生物、雙季戊四醇中一種或多種組分的阻燃聚氨酯彈性體組合物。該專利公開的組合物無鹵環保，具備較高的阻燃性能，但是組合物的機械性能受到一定影響。

BASF在美國公開專利US20130245169中公開了使用表面處理的金屬強氧化物作為阻燃熱塑性聚氨酯組合物阻燃劑添加劑。該專利公開的組合物具有低煙和一定成本優勢，但金屬強氧化物添加量較大，大大犧牲了熱塑性聚氨酯的機械性能，限制了組合物在一些對阻燃性能和機械性能要求都很好的工業領域的應用。

Huntsman在CN201280011122.X中公開了含有金屬類氧化物、多聚磷酸銨及其衍生物類磷酸鹽、低聚磷酸酯組分的阻燃聚氨酯彈性體組合物，該專利公開的組合物犧牲了熱塑性聚氨酯的一定機械性能，同時組合物長期在高溫高濕暴露，部分添加物容易遷移，從而限制了組合物的應用領域。

信越公司在CN201010258036.1中公開了含有多聚磷酸銨、磷酸三聚氰胺，以及經過表面處理的多聚磷酸銨、季戊四醇及其衍生物、有機硅氧烷組分的阻燃聚氨酯彈性體組合物，該組合物阻燃性能優異，發煙量較低，但犧牲了熱塑性聚氨酯的一定機械性能，限制其組合物在高機械性能要求領域的應用。

由此可見，現有阻燃TPU組合物有的在燃燒過程中會發生滴落，有的機械性能大幅度下降，這些都大大限制了其公開組合物的應用，尤其是在一些既要求高機械性能又要求高阻燃等級、同時燃燒過程中不發生滴落的汽車、軍工、能源等應用領域。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種無鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體組合物，該組合物為熱塑性聚氨酯賦予了優異的機械性能、高阻燃特性和耐高溫老化性能。

本發明為達到其目的，采用的技術方案如下：

本發明提供一種無鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體組合物，包括熱塑性聚氨酯彈性體和阻燃劑組合物，其中所述阻燃劑組合物包括經表面處理的高熔點纖維和硅系阻燃劑；以熱塑性聚氨酯彈性體的質量為100％計，各組分的質量用量如下：

熱塑性聚氨酯彈性體100％；