[发明专利]一种高效阻燃性聚氨酯组合物

说明书

本发明涉及一种树脂组合物，具体涉及一种高效阻燃性聚氨酯组合物，按重量份计包括如下组分：热塑性聚氨酯100份、反应型扩链剂3‑8份、抗氧剂0.5‑1.5份、偶联剂1‑5份、含硅和氟的DOPO衍生物阻燃剂5‑10份、填料5‑15份。本发明的一种高效阻燃性聚氨酯组合物，一方面阻燃剂结构中含有大量的氟元素，使其具有较强的表面迁移性，能在基材表面形成一种高阻燃性膜，结构中含有硅元素，具有较好的阻燃效果、无烟、耐高温、化学稳定性好，同时可以提高TPU组合物的力学性能；另一方面，当阻燃剂含量达到5‑10％时，固化物可以达到UL94，V‑0级。

技术领域

本发明涉及一种树脂组合物，具体涉及一种高效阻燃性聚氨酯组合物。

背景技术

热塑性聚氨酯(TPU)具有耐磨性好、硬度范围广、高强力和伸长率高，减震效果好、耐油性能良好等特点，是一类介于塑料和橡胶之间的合成材料，被誉为“第三代合成橡胶”。被广泛的应用在汽车工业、航空航天、电子通讯、纺织工业等行业。

TPU聚合物典型地通过使(1)羟基封端的聚醚或羟基封端的聚酯，(2)扩链剂，和(3)异氰酸酯化合物反应而制备。三种反应物的各种类型都已经在文献中公开。由这三种反应物制备的TPU聚合物可用于各种领域，其中通过将TPU熔融加工并将其形成各种形状来制造产品。TPU的不足之处在于极易燃烧，燃烧后释放出HCN、CO等有毒气体，极易造成人窒息死亡。同时燃烧放出大量的热，火焰的传播速度快，并伴随滴落现象，极易引起火灾。由于TPU应用广泛，因此对其综合性能的要求也越来越严格，特别是对其阻燃性能的提高更加迫切。对于必须阻燃的TPU应用，TPU化合物的重要性能是限氧指数(LOI)。LOI是允许样品在规定条件下以烛状形式维持燃烧的最低氧百分比。LOI值越高，TPU化合物阻燃性越好。这对于电线和电缆尤其重要，其中所用的聚合物必须满足严格的阻燃性。

现有商售的含卤代阻燃剂的TPU化合物具有的LOI值为25至高达约30。高达约30的LOI适合于某些应用，但对于槽式电缆应用，需要约35至36的LOI。LOI中5或6个单位的增加是非常明显的增量，并且不能通过简单地加入更多卤代阻燃剂来实现。该TPU化合物还必须具有良好的物理性能和加工性能，以使其是可用的。

9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，简称DOPO，其结构中含有P-H键，对烯烃、环氧化合物和羰基化合物极具活性，可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环、菲环、O＝P－O键，所以比普通的有机磷酸酯具有更强的阻燃性能。由Saito于1972年首次报道其合成路线。DOPO及其衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂，其合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒，不迁移，阻燃性能持久。在提高材料的阻燃性能的同时，不影响材料的力学强度等机械性能。

虽然具有良好的阻燃性能，但是随着加入量的增加，会对材料本身的性能带来一些不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效阻燃性聚氨酯组合物，在组合物体系中添加了含硅和氟的DOPO衍生物阻燃剂，一方面阻燃剂结构中含有大量的氟元素，使其具有较强的表面迁移性，能在基材表面形成一种高阻燃性膜，结构中含有硅元素，具有较好的阻燃效果、无烟、耐高温、化学稳定性好，同时可以提高TPU组合物的力学性能；另一方面，当阻燃剂含量达到5-10％时，固化物可以达到UL94，V-0级。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效阻燃性聚氨酯组合物，按重量份计包括如下组分：

热塑性聚氨酯100份

反应型扩链剂3-8份

抗氧剂0.5-1.5份

偶联剂1-5份

含硅和氟的DOPO衍生物阻燃剂5-10份

填料5-15份。