[發明專利]一種無鹵阻燃的輕質TPU彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 202011211384.3
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112250824A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 鐘榮棟;劉悅;李同兵
• 申請（專利權）人: 廣東安拓普聚合物科技有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08K5/523;C08K3/22;C08K5/5435;C08K7/28;C08K13/04;C08J9/10;C08L75/06
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 史玉婷

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種無鹵阻燃的輕質TPU彈性體及其制備方法，按重量份計，制備原料至少包括：聚酯多元醇50?65份、異氰酸酯20?35份、阻燃劑A 5?10份、阻燃劑B 3?9份、相容劑2?8份、硅烷偶聯劑1?5份、填充材料8?26份、發泡劑0.5?4份、催化劑1?3份、擴鏈劑3?8份，本發明提供的TPU材料具有輕質的特點，還具有優異的阻燃性能和高拉伸強度、斷裂伸長率、抗撕裂性等機械性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種無鹵阻燃的輕質TPU彈性體及其制備方法。

背景技術

聚氨酯彈性體以其優良的物理力學性能、聲學性能、電學性能和耐化學性能，得到廣泛應用。特別在家具、床具、運輸、冷藏、建筑、絕熱等部門使用得十分普遍，已經成為不可缺少的材料之一。但是近幾十年來，聚氨酯材料的火災事故頻繁發生，材料的安全性問題變得越來越重要。它的易燃性在一定程度上限制它的應用。

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有獨特的軟硬段嵌段共聚物的結構，這種結構使得TPU具有強度高、彈性大、耐磨性好、耐油、低溫柔軟、高伸長率，耐腐蝕性好等優異性能。TPU同時兼具橡膠的高彈性和塑料的易加工性，已被廣泛應用于鞋材、板材、管材、薄膜、線纜、汽車部件、醫療及運動休閑等領域。聚醚型TPU具有良好的韌性、回彈性、耐低溫性和耐水解性等，其在電纜護套、汽車部件及消防救生等領域得到了廣泛的關注。但是聚醚型TPU氧指數僅18％左右，屬易燃材料。TPU自身沒有阻燃性能，空氣中燃燒時，火焰非常劇烈且伴有濃烈的黑煙，并具有嚴重的滴流現象。長期以來TPU的阻燃特性一直沒有得到滿意解決，制約了TPU在電纜護套、汽車部件及輸油軟管等領域的應用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一個方面提供了一種無鹵阻燃的輕質TPU彈性體，按重量份計，制備原料至少包括：聚酯多元醇50-65份、異氰酸酯20-35份、阻燃劑A 5-10份、阻燃劑B 3-9份、相容劑2-8份、硅烷偶聯劑1-5份、填充材料8-26份、發泡劑0.5-4份、催化劑1-3份、擴鏈劑3-8份。

作為本發明一種優選的技術方案，所述聚酯多元醇選自常規聚酯多元醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述聚酯多元醇為聚己內酯多元醇。

作為本發明一種優選的技術方案，所述異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述阻燃劑A選自磷酸酯類阻燃劑、三聚氰胺鹽類阻燃劑、三聚氰胺聚磷酸鹽類阻燃劑中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述阻燃劑B選自納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁、聚磷酸銨、三聚氰胺氰尿酸鹽中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述填充材料選自高嶺土、硅藻土、滑石粉、石墨、炭黑、氧化鋁粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉、石英粉、輕質碳酸鈣、空心玻璃微珠中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述催化劑選自N,N-二甲基環己胺、雙(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亞烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基芐胺中的一種或多種。

作為本發明一種優選的技術方案，所述擴鏈劑選自乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、甘油、三羥甲基丙烷、1,6-己二醇中的一種或多種。

本發明的第二個方面提供了無鹵阻燃的輕質TPU彈性體的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟：

(1)熱塑性聚氨酯彈性體顆粒的制備：將聚醚多元醇、異氰酸酯、擴鏈劑和阻燃劑A混合均勻，混合物料注入雙螺桿反應器中，經連續反應制得熱塑性聚氨酯彈性體顆粒；