[發明專利]含“P-C-N共生”阻燃劑的聚氨酯彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 202010111186.3
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111218102A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 馮才敏;黃健光;姜佳麗;練翠霞;農彥彥;李彥萍;黃翠虹;馬彥;彭建兵;梁敏儀;鄭小潔;張浥琨;黃志鑫;陳世鑫;李佳璐;何卓蓓;吳海燕;王雅詩;麥綺文
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/08;C08L23/12;C08L23/16;C08L79/04;C08L23/06;C08K3/32;C08K5/3492;C08K5/20;C08K5/098;C08K5/3462
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所 44250
• 代理人: 梁紅纓

本發明涉及一種含“P?C?N共生”阻燃劑的聚氨酯彈性體及其制備方法，特點是：先將55?85%的熱塑性彈性體及0?5%的潤滑劑投入到高速混合機中高速分散2?5分鐘，得到混合物；然后將混合物與14.5?40%的膨脹型阻燃劑及0.1?0.5%的抗氧劑混合5?20分鐘，得到膨脹型阻燃混合物；再將膨脹型阻燃混合物用雙螺桿擠出機擠出造粒或用雙輥混煉機混合均勻，得到含“P?C?N共生”阻燃劑的聚氨酯彈性體，雙螺桿擠出機各區的溫度或用雙輥混煉機各區的溫度設置在170?230℃之間。其優點是：改善阻燃劑的耐熱性、耐水性的同時，通過阻燃劑的結構設計與調整，提高阻燃效率，降低水溶性能和遷移性，提高單分子阻燃劑的可調節性能，適應不同的聚氨酯彈性體品種。

技術領域

本發明涉及阻燃熱塑性彈性體復合材料技術領域，具體來講是一種含“P-C-N共生”阻燃劑的聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯彈性體， 以其優異的性能和廣泛的應用， 已成為重要的熱塑性彈性體材料之一，其分子基本上是線型的， 沒有或很少有化學交聯。線型聚氨酯分子鏈之間存在著許多氫鍵構成的物理交聯， 氫鍵對其形態起到強化作用， 從而賦予許多優良的性能， 如高模量、高強度， 優良的耐磨性、耐化學品、耐水解性、耐髙低溫和耐霉菌性。這些良好的性能使得熱塑性聚氨酯被廣泛應用于鞋材、電纜、服裝、汽車、醫藥衛生、管材、薄膜和片材等許多領域。最終制品一般不需要進行硫化交聯， 可以縮短反應周期， 降低能耗。由于它基本上是線型結構聚合物， 可采用與熱塑性塑料同樣的技術和設備來加工， 如注塑、擠出、吹塑、壓延等， 特別適用于大批量生產的中、小型尺寸部件。

但是，聚氨酯彈性體易燃，氧指數僅為%，且燃燒時產生大量的熔滴，火災危險性較大等，限制了聚氨酯彈性體在有阻燃要求場合的使用。因此，非常有必要對聚氨酯彈性體進行阻燃改性。

工業上較為常用且經濟的方法是使用添加型阻燃劑。最常用于的阻燃劑可分為三大類，分別是無機阻燃劑（主要是氫氧化鋁和氫氧化鎂）、含鹵阻燃劑與三氧化二銻復配（尤其是含溴阻燃劑）和膨脹型阻燃劑。

金屬氫氧化物具有無毒、無污染等環保優勢；它們的阻燃機理是：在燃燒過程中釋放出水蒸氣，起到稀釋可燃性氣體，生成的金屬氧化物覆蓋在材料表面，起到阻隔作用；但是，它們的阻燃效率低，通常需要添加50-60%wt才能達到V-0級；并且它們與聚合物基材的相容性不佳，對材料的力學性能損害很明顯，從而限制了它們在材料中的應用。

含鹵阻燃劑具有良好的阻燃效果，尤其是溴系阻燃劑（如十溴二苯乙烷等）與三氧化二銻（Sb₂O₃）的復配體系，具有廣譜的阻燃性能，廣泛應用于各種聚合物的阻燃產品；但是，該類阻燃劑在燃燒時會釋放出大量的有毒有害的氣體（鹵代氫和二噁英等），嚴重危害生命安全和環境安全。因此，開發環保、高效、無鹵、低毒、低煙的阻燃劑顯得尤其重要。

膨脹型阻燃劑（IFR）主要以磷-氮為元素為主，在燃燒時能形成膨脹致密的炭層，阻隔空氣、可燃性物質和熱量的傳遞，從而發揮阻燃功能，被認為是最有發展前景的環保型阻燃劑。早期的膨脹型阻燃劑由多聚磷酸銨（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）三者復合而成，后期有大量的新品種出現，對聚烯烴具有良好的阻燃效果；但是，它的耐熱耐水性都還不夠。

公開號是CN110591339、名稱為“一種線纜用阻燃抗霉菌熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法”的中國發明專利申請，公開號是CN109777086A、名稱為“耐高溫高濕的無鹵阻燃聚醚型聚氨酯彈性體及其制備方法”的中國發明專利申請，公開號是CN106232722A、名稱是“阻燃性熱塑性聚氨酯彈性體組合物”的中國發明專利，以及公開號是CN110551387A、名稱是“抗靜電阻燃熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法”的中國發明專利申請，這些現有技術紹了膨脹型阻燃劑在聚氨酯彈性體中的應用，具有良好的阻燃性能，但是所報道的阻燃劑體系是以小分子為主，極性基團較多，導致產品的吸濕較大，滲出率較大。