[发明专利]高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体(PU)因其优异的综合性能被广泛应用到机械、汽车、建筑、轻工业等领域。聚氨酯弹性体的氧指数只有18％-22％，属于易燃高分子材料，并且在燃烧过程中存在严重的滴落现象。滴落后极易引起二次引燃，并且在火灾抢救时，会对抢险人员造成危害和难度，亦增加了火灾扑灭的难度和代价。对于PU阻燃抗滴落性至关重要。

应用于PU的含磷阻燃剂通常分为添加型和反应型含磷阻燃剂。对于添加型阻燃剂，当中单一使用往往达不到理想的阻燃效果和抗滴落性，一般通过几种复配使用。反应型阻燃剂主要是从PU的结构出发，选择含P基团的多元醇为单体，再和MDI发生聚合反应，从而形成反应型含磷阻燃。这类阻燃剂能够与PU有更好地的相容性，不会影响材料的本身性能。但是形成高聚物时由于低的含磷量，阻燃效率不是很高，滴落现象并不能很好地得到抑制，往往需要通过添加额外的协效剂复配使用，如少量的纳米SiO₂、纳米蒙脱土、氢氧化镁来抑制PU的滴落。

添加型含磷阻燃剂典型代表有二烷基次膦酸盐系列等，例如Clariant公司开发了商品名为OP1230系列的二烷基次磷酸盐，主要用于PU阻燃。但OP单独使用，其阻燃及抗滴落效果并不能达到理想效果。单独使用OP1230，即使添加量达到25％时，PU仍存在滴落现象。当复配一定量的纳米黏土时，虽然能使PU的氧指数上升，但亦不能完全抑制PU的滴落。因此寻找合适的复配剂，使次膦酸盐的阻燃的PU抗滴落性进一步增加，成为阻燃研究行业的主要目标之一。WO121549发明了15-25％的次膦酸盐，0-5％的膦酸盐，2.5％-10％季戊四醇，0-5％的无机纳米微粒添加到聚氨酯中，通过形成膨胀碳层隔热阻燃，多种物质之间复配协效使聚氨酯达到V-0级别。此发明阻燃剂添加量少于20％时是不可能达到V-0级别。

专利一种复合阻燃剂并制备了阻燃热塑性弹性体，复合阻燃剂(APP，AP，PER等)添加量为12-14.5％，并通过添加0.5-3％的碳材料进行协效使用。复合阻燃剂添加量较小，该发明降低了聚氨酯体系热释放量，并对TPU燃烧时抑烟情况进行了改善，但并未涉及到LOI测定、标准UL94V-0级别分类和其抗滴落性。

专利KR1020080057636运用了1-20％的有机磷酸盐，5-50％的三聚氰胺和三聚氰胺尿酸盐阻燃聚氨酯，然而并不能很好地抗滴落性，后添加了0.1-1％的异氰酸盐增加抗低落性，该发明存在添加量大，且选择多种阻燃剂一起协效使用导致加工复杂。

专利KP1020080095079涉及到利用单一组分金属氢氧化物如氢氧化镁，氢氧化铝作为聚氨酯的阻燃剂，测试发现UL94只能达到V-2水平，并且添加的阻燃剂使体系黏度增大，增加了加工困难。

综上所述，现有技术中提供的阻燃剂很难同时满足工艺简单，阻燃效果好，抗滴落性高、单一组分的含磷化合物阻燃剂在低含量(小于20质量分)下，使聚氨酯弹性体的阻燃性能能够达到UL94V0级别

综上所述，燃烧时没有滴落现象这类阻燃剂直到本发明前，还鲜有报道。如能研制出一种既环保，阻燃效率高、能在低含量下就能满足阻燃和抗滴落性能要求的PU用的阻燃剂，将会对PU行业的发展起到积极的推动作用。

发明内容

本发明提供一种高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物及其制备方法，解决了如何提供阻燃效率高、能在低含量下就能满足阻燃和抗滴落性能要求的聚氨酯材料的技术问题，达到了提高聚氨酯材料(PU)的阻燃性和抗低落效果的技术效果。

第一方面，本申请提供一种高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物，所述高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物的配方如下：

优选的，所述甲基次膦酸铝的质量份为60～80。

优选的，所述甲基次膦酸铝的质量份为70～75。

优选的，所述甲基次膦酸铝的粒度为5-20um。

优选的，所述甲基次膦酸铝的粒度为5-10um。

第二方面，基于同样的发明构思，本申请还提供一种上述的高抗滴落性阻燃聚氨酯组合物的制备方法，所述制备方法包括：

对所述聚醚二元醇预处理；

在预处理后的所述聚醚二元醇中加入所述甲苯二异氰酸反应，并冷却；

加入所述甲基次膦酸铝，搅拌均匀，并进行第一次真空脱泡；

加入所述辛酸亚锡和所述3,5-二甲硫基甲苯二胺，快速搅拌混合均匀；

快速搅拌混合均匀后浇入模具中；