[发明专利]一种无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体（TPU，Thermoplastic polyurethane）主要有聚酯型和聚醚型之分。聚醚型TPU具有高强度、耐水解、高回弹性和低温性能好等优点，广泛用于生产电线电缆护套、运动登山鞋材、防火隔热隔音材料以及多功能薄膜等。聚醚型TPU的不足之处在于其属于易燃材料，氧指数仅18%左右，且燃烧时有浓烟并伴有大量有害气体释出和严重熔滴，因此需要对其进行阻燃改性以满足应用要求。

目前商品化的阻燃聚醚型TPU主要是采用溴系阻燃剂和金属氢氧化物阻燃剂来进行阻燃，但溴系阻燃剂因含卤素而存在环保问题；金属氢氧化物阻燃剂添加量大，对TPU制品的表面和力学性能影响较大。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的缺点，提供一种环保、阻燃性能和力学性能好的无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。

本发明的另一目的是提供上述无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体，按重量计，其原料组分包括：

聚醚型热塑性聚氨酯弹性体树脂        100份

磷氮阻燃体系                    30～50份

阻燃增效剂                       1～5份

抗氧剂                         0.5～2份

表面改性剂                      0.5～2份

偶联剂                         0.5～2份

润滑剂                         0.5～4份

其中，所述磷氮阻燃体系由阻燃剂和成炭剂按重量比1～4：1的比例混合而成，所述阻燃剂为苯氧基环磷腈、三聚氰胺磷酸类化合物、三聚氰胺氰尿酸盐和次磷（膦）酸盐中的一种或几种的组合。

优选地，所述的三聚氰胺磷酸类化合物为三聚氰胺磷酸盐（MP）、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）和三聚氰胺焦磷酸盐（MPOP）中的一种或几种的组合。

优选地，所述的次磷（膦）酸盐为次磷酸盐、二乙基次膦酸盐（如二乙基次磷酸铝，ADP）、苯基次膦酸盐（如苯基次磷酸铝，AIPP）、甲基环己基次膦酸盐、羟烷基苯基次膦酸盐和磷杂环戊烯次膦酸盐中的一种或几种的组合。

优选地，所述成炭剂为季戊四醇笼状磷酸酯（PEPA）、季戊四醇（PER）、双季戊四醇（DPER）、三嗪成炭剂和焦磷酸哌嗪中的一种或几种的组合。

优选地，所述阻燃增效剂是间苯二酚（二苯基磷酸酯）（即RDP）、双酚A双（二苯基磷酸酯）（即BDP）、磷酸甲苯二苯酯（即CDP）、氧化镁、水滑石和钛酸铝中的一种或几种的组合。

优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010和抗氧剂B215中的一种或几种的组合，

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或几种的组合。

优选地，所述表面改性剂为多聚硅氧烷，如可以选择道康宁11-100或道康宁Z-6173。

优选地，所述润滑剂为硅酮粉、硅酮母粒、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬脂酰胺（即EBS）中的一种或几种的组合。

上述的无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：

（1）将聚醚型热塑性聚氨酯弹性体树脂和阻燃增效剂在高混机中混合均匀，期间通过高混机内筒上设置的喷淋装置喷入表面改性剂，使物料在高速混合的同时进行表面改性；

（2）将磷氮阻燃体系、抗氧剂、偶联剂和润滑剂加入高混机中混合均匀；

（3）从主加料口将步骤（1）所得的物料加入双螺杆挤出机中，而步骤（2）所得的物料从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制加工温度在160℃～190℃之间，进行熔融共混、挤出造粒，得到所述无卤阻燃聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。