[发明专利]一种含无卤膨胀型阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯混合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃热塑性聚氨酯(TPU)的制备，采用一种磷氮为主要阻燃元素的无卤膨胀型阻燃剂(JLS-PNP1)作为唯一的阻燃添加剂，保持了TPU的高拉伸强度和柔韧性。氧指数达到30以上，邵氏硬度范围在72A～90A之间，不含卤素和重金属，尤其是不含铅、汞、镉、六价铬重金属，以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴联苯(PBB)，特别适用于电线电缆行业护套材料。

背景技术

目前，无卤阻燃热塑性聚氨酯(TPU)产品主要是通过添加无机阻燃剂Mg(OH)₂和Al(OH)₃、三聚氰胺尿氰酸(melamine cyanurate)和磷酸酯等复合阻燃剂等制备得到的，这些方法在US5837760、CN1639245、JP54-85242、US5684071和EP0389768已有公开描述。

在US5837760公开了在TPU使用三聚氰胺尿氰酸25％左右，磷酸酯/膦酸酯3～15％可以达到UL94-V0。

在EP0389768公开了使用Mg(OH)₂和Al(OH)₃、三聚氰胺尿氰酸(melamine cyanurate)和磷酸酯等复合阻燃剂作为TPU阻燃剂的方法。

在CN1639245和JP54-85242公开了使用三聚氰胺尿氰酸作为TPU阻燃剂的方法，但阻燃性能低，LOI为24，在燃烧时存在滴落现象。

上述专利公开的技术，不同程度地存在下述不足，影响了其在各个领域的使用：

①阻燃剂用量大，使热塑性TPU力学性能大幅下降，尤其是导致其失去弹性体原有的柔韧性特点，得到的产品只能用于注塑件，难用于挤塑成型；

②添加磷酸酯后，热稳定性差，有VOC有机挥发物；

③材料阻燃性能差，有熔滴现象，氧指数(LOI)低，只能用于低阻燃要求场合；

④三聚氰胺尿氰酸对TPU有降解作用，对TPU要求高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种提高柔软性和机械强度，同时有优好的阻燃性，而且无卤，符合Rohs指令要求的无卤膨胀型阻燃热塑性聚氨酯材料，以满足电线电缆的较高要求和无卤阻燃的发展特点。

本发明的含无卤膨胀型阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯混合物，包括如下重量的组分：

无卤膨胀型阻燃剂                          8～40％，

极限拉伸强度≥18Mpa的热塑性聚氨酯聚合物   其余量；

所述的无卤膨胀型阻燃剂(JLS-PNP1)是申请人研制出来的新产品，已经在中国专利文献CN1834138“膨胀型无卤阻燃剂的制备方法及其产品”中公开；所述的极限拉伸强度≥25Mpa的热塑性聚氨酯聚合物为热塑性聚酯型聚氨酯弹性体，热塑性聚醚型聚氨酯弹性体，热塑性聚碳酸酯型聚氨酯弹性体中的一种或多种的混合物。

本发明含无卤膨胀型阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯混合物，优选的重量组分为：

无卤膨胀型阻燃剂                         10～30％，

二氧化钛                                 0.5～5％，

助剂：抗氧剂，金属抑制剂和紫外线吸收剂的混合物0.5～5％，

极限拉伸强度≥25Mpa的热塑性聚氨酯聚合物     其余量。

上述的无卤膨胀型阻燃剂，先用无卤膨胀型阻燃剂重量0.1～3％(优选为0.2～2.5％)的有机硅偶联剂进行表面活化处理；所述的有机硅偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷，长链烷基三甲氧基硅烷乙烯基三甲氧基硅烷，N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，γ—缩水甘油醚氧丙基，三甲氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的一种或几种的混合物。

作为优选，无卤膨胀型阻燃剂重量为10～30％，有机硅偶联剂为重量的0.3～2.5％。

本发明所述的二氧化钛(TiO₂)为金红石型，用量为阻燃热塑性聚氨酯混合物0.5～5％，优选用量为1～4％重量。

作为优选，二氧化钛为金红石型，为阻燃热塑性聚氨酯混合物重量的1～4％；抗氧剂为受阻酚和亚磷酸类的一种或多种，占混合物重量的0.01～0.3％；紫外线吸收剂为苯并三唑类，二苯甲酮类和受阻胺类的一种或多种，占混合物重量的0.01～0.2％。