[发明专利]一种环保阻燃聚氨酯鞋底材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高分子技术领域，具体的涉及一种无卤阻燃聚氨酯鞋底材料。

背景技术：

鞋底材料的种类很多，一般分为天然类鞋底材料和合成类鞋底材料两种。天然类鞋底材料包括天然底革、竹、木材等，合成类鞋底材料包括橡胶、PU材料、PVC合成树脂等。鞋底材料共通的特性具备耐磨、耐水、弹性好、容易适合脚型、定型后不易变形等等条件。目前合成类鞋底材料是应用最广泛的一类鞋材。目前,聚氨酯工业正处于迅猛发展的时期，聚氨酯材料耐磨性能好、机械强度大、粘接性能好、弹性好、低温柔性好，被广泛用于鞋底材料，但是其阻燃性差，燃烧时还会产生更多的有毒气体。因此，需要对聚氨酯材料进行阻燃处理。

常用的阻燃剂有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷－卤系阻燃剂、磷－氮系阻燃剂等几类。卤系阻燃剂阻燃效果好，效率高，使用方便，与树脂相溶性最好且便于加工，但是其对环境危害大；磷系阻燃剂多为液体，闪点低，高温可能释放有毒气体。

中国专利(CN201310249744.2)公开了一种阻燃聚氨酯鞋底材料，其采用磷系阻燃剂来提高聚氨酯材料的阻燃性能，但是其在高温易释放大量有毒气体，不仅危害环境，还对人体健康不利，且其和聚氨酯树脂相容性比较差；中国专利(CN201210552552.4)公开了一种高级阻燃聚氨酯喷涂泡沫材料，其添加的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、磷酸三乙酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯和乙基磷酸二乙酯中的一种两种或多种，但是该类阻燃剂易挥发，且耐热性差，与聚氨酯材料混合后得到的复合材料的机械性能差。

发明内容：

本发明的目的是提供一种环保阻燃聚氨酯鞋底材料，具有优异的阻燃性能，耐磨性能好、机械强度大、粘接性能好、弹性大、低温柔性好，无毒，有利于环境保护。

本发明的另一个目的是提供该聚氨酯鞋底材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保阻燃聚氨酯鞋底材料，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯树脂40-70份，

顺丁烯二酸酐1-6份，

阻燃剂5-10份，发泡剂2-8份，

消烟剂1-4份，交联剂1-3份。

作为上述技术方案的优选，一种环保阻燃聚氨酯鞋底材料，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯树脂60份，

顺丁烯二酸酐5份，

阻燃剂7份，发泡剂5份，

消烟剂3份，交联剂3份。

作为上述技术方案的优选，所述阻燃剂为淀粉磷酸酯蜜胺盐和多孔氧化硅的混合物，二者质量比为3:1。

作为上述技术方案的优选，所述多孔氧化硅的密度为0.65g/cm³，孔隙率为95％。

作为上述技术方案的优选，所述发泡剂为AC发泡剂、植物蛋白、明胶中的一种或几种混合物。

作为上述技术方案的优选，所述消烟剂为氢氧化镁。

作为上述技术方案的优选，所述交联剂为斯盘-80、吐温-80、KH560中的一种或几种混合。

一种环保阻燃聚氨酯鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯树脂、顺丁烯二酸酐在高速捏合机中捏合5-10min，温度控制在80-100℃；

(2)向高速捏合机中加入阻燃剂、发泡剂、消烟剂、交联剂，继续捏合20-30min，温度控制在100-110℃，得到混合物料；

(3)将步骤(2)得到的混合物料由单螺杆挤出机挤出造粒后注塑成型，得到环保型阻燃聚氨酯鞋底材料。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中所述捏合的时间为28min，温度控制在105℃。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，挤出造粒的条件为：机身温度：112℃，机头温度为120℃；注塑成型的条件为：机身温度：145℃，机头温度：150℃。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用淀粉磷酸酯蜜胺盐作为阻燃剂，其和聚氨酯材料具有很好的相容性，利用P-N协同效应，大大提高了聚氨酯材料的阻燃性，且其具有一定的可生物降解性能；

多孔氧化硅的加入可以提高聚氨酯材料的低温屈服强度，在材料燃烧时，多孔氧化硅会提高燃烧炭层的强度，从而阻止燃烧过程中热量和物质的传递，减慢了聚氨酯材料的热释放速率，从而提高了聚氨酯鞋底材料的阻燃性能；本发明采用顺丁烯二酸酐作为相容剂，可以有效提高添加剂与聚氨酯材料的相容性，可以提高聚氨酯材料的拉伸性能，且其具有生物降解性能，有利于环境保护；