[發(fā)明專利]阻燃熱塑性聚氨酯材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011414140.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN112538147A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師文博;朱旭;李華亮;劉超棟;陳建良;陸云;薛麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東金柏新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/12
• 分類號(hào): C08G18/12;C08G18/32;C08G18/66;C08G18/48;C07F9/12;C07C213/08;C07C215/08
• 代理公司: 廣州廣典知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44365
• 代理人: 曾銀鳳;萬志香

本發(fā)明涉及一種阻燃熱塑性聚氨酯材料及其制備方法。該阻燃熱塑性聚氨酯材料由聚氨酯預(yù)聚物和反應(yīng)型磷酸酯銨鹽共聚而成；所述聚氨酯預(yù)聚物由多異氰酸酯、多元醇和擴(kuò)鏈劑在催化劑的作用下共聚而成，所述反應(yīng)型磷酸酯銨鹽具有式I所示結(jié)構(gòu)，其中，m＝1?7。該阻燃熱塑性聚氨酯材料具有阻燃性能優(yōu)異、力學(xué)強(qiáng)度大、耐水解等優(yōu)異的性能，并且具有環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛地適用于包膠、線纜、防護(hù)層、鞋材等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種阻燃熱塑性聚氨酯材料及其制備方法。

背景技術(shù)

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有強(qiáng)度大、耐磨、耐油、耐低溫等特點(diǎn)，在家居、建筑、日用品、醫(yī)療等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。但TPU的阻燃改性一直是TPU行業(yè)的主要難點(diǎn)之一，尤其是聚醚型TPU的阻燃改性難度更高。市場(chǎng)上常見的用于TPU材料的阻燃劑主要包括溴銻阻燃劑、無機(jī)鹽阻燃劑、氮磷阻燃劑等。其中溴銻阻燃劑具有阻燃性能優(yōu)異、添加量小、對(duì)材料力學(xué)性能破壞小等優(yōu)點(diǎn)，但是近年來隨著環(huán)保的要求越來越高，含鹵阻燃劑已經(jīng)逐步退出歷史舞臺(tái)。而無機(jī)鹽阻燃劑和氮磷阻燃劑則需要在添加量很大時(shí)才能達(dá)到理想的阻燃效果，同時(shí)阻燃劑的大量添加也帶來了材料力學(xué)性能下降過大，阻燃劑往TPU表面遷移析出等問題。

美國專利US2003/0166749A1公布了一種熱塑性阻燃TPU。該阻燃TPU選用三聚氰胺氰脲酸酯作為阻燃劑，并加入交聯(lián)劑提升了組合物的力學(xué)性能。選用的交聯(lián)劑包括三羥甲基丙烷、季戊四醇、胺、3-異氰酰基甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯等。該專利還公開了用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法(共混)來制備該阻燃TPU。

WO2009/103765公布了一種阻燃TPU及其制備方法。該阻燃TPU由聚氨酯、阻燃劑、交聯(lián)劑制備得到，交聯(lián)劑選用可溶于聚氨酯溶液的至少一種異氰酸酯。制備方法為將異氰酸酯溶于聚氨酯溶液中，再與聚氨酯、阻燃劑于擠出機(jī)中混合反應(yīng)。

CN201510784097公布了一種本體阻燃TPU改性材料及其制備方法。該阻燃TPU由聚酯多元醇、擴(kuò)鏈劑、阻燃劑、異氰酸酯反應(yīng)而成。該專利使用反應(yīng)釜類的反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，擴(kuò)鏈劑選用醇類擴(kuò)鏈劑，且沒有提到對(duì)阻燃劑的化學(xué)改性。

CN108003605A公布了一種阻燃TPU包膠材料及其制備方法。該阻燃TPU包括多元醇、二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑、阻燃劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、催化劑、協(xié)同阻燃劑、增塑劑等組成。該專利將阻燃劑、協(xié)同阻燃劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等助劑使用增塑劑預(yù)分散，然后在TPU的合成過程中加入。其中阻燃劑并未參與TPU聚合反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異力學(xué)性能、阻燃性能、耐水解性的阻燃熱塑性聚氨酯材料，可用于電線電纜、包膠、防護(hù)層、鞋材等領(lǐng)域。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下方案：

一種阻燃熱塑性聚氨酯材料，由聚氨酯預(yù)聚物和反應(yīng)型磷酸酯銨鹽共聚而成；所述聚氨酯預(yù)聚物由多異氰酸酯、多元醇和擴(kuò)鏈劑在催化劑的作用下共聚而成，所述反應(yīng)型磷酸酯銨鹽具有式I所示結(jié)構(gòu)：

其中，m＝1-7。

一種阻燃熱塑性聚氨酯材料，由聚氨酯預(yù)聚物和反應(yīng)型磷酸酯銨鹽共聚而成；所述聚氨酯預(yù)聚物由多異氰酸酯、多元醇和擴(kuò)鏈劑在催化劑的作用下共聚而成；所述反應(yīng)型磷酸酯銨鹽由四苯基間苯二酚二磷酸酯和乙醇胺在催化劑的作用下反應(yīng)得到，所述四苯基間苯二酚二磷酸酯的結(jié)構(gòu)式如下：

其中，m＝1-7。

在其中一些實(shí)施例中，制備所述反應(yīng)型磷酸酯銨鹽的催化劑為硼酸三甲酯、二丁基錫二月桂酸酯中的至少一種。

在其中一些實(shí)施例中，所述四苯基間苯二酚二磷酸酯和乙醇胺的摩爾比為1：1.8-2.3。