[发明专利]一种抑烟阻燃改性TPU/PVC合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抑烟阻燃改性TPU/PVC合金，各原料及其所占重量份数包括：TPU 40～60份，PVC 15～25份，增塑剂6～10份，热稳定剂1～3份，润滑剂1～2份，抑烟复配阻燃剂5～25份；将各原料混合均匀后投入双螺杆挤出机中，挤出、造粒而成。本发明采用聚磷酸铵、季戊四醇和高岭土复配膨胀阻燃体系，可有效提升所得TPU/PVC合金在高温阶段的热稳定性，增加残渣质量，达到对改性TPU/PVC合金的阻燃和抑烟效果，并保证其力学性能；本发明所得改性TPU/PVC合金拉伸强度可达14～18MPa，3mm样条垂直燃烧可达V‑0级，氧指数达到40以上，烟、热释放速率缓慢，性能优良，适用性广。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种抑烟阻燃改性TPU/PVC合金及其制备方法。

背景技术

TPU可以与很多聚合物进行共混改性，其中与PVC共混研究较多。首先TPU与PVC有较好的相容性，与PVC共混能有效地降低TPU的成本并加强TPU的阻燃性。而PVC因存在热稳定性和耐低温性差(尤其是低温弹性)等问题限制了它的应用，通过与TPU共混可以有效地克服这一缺点。PVC不仅可以降低TPU的成本，还可以调节硬度、改进TPU的加工性和透水性，提高阻燃性、改善TPU的耐热性和耐候性、降低摩擦系数等。如TPU/PVC复合人造革,既具有TPU革表面清爽、耐酸耐碱、耐溶剂、外观接近天然革的优点，又具有PVC革成本低、价格便宜的优点。

然而与大多数高聚物一样，TPU具有易燃性，其极限氧指数(LOI)仅为18％左右，且燃烧时不易扑灭，同时具有严重的熔滴滴淌现象，并释放出大量黑烟和有毒气体。近几十年来，聚氨酯材料的火灾事故频繁发生，因此其阻燃性能备受重视，目前许多科学家致力于聚氨酯阻燃改性研究。即使PVC的加入可以有效的提升其阻燃性能，但其阻燃性能依然不能达到应用中对材料阻燃性能的要求。

发明内容

本发明的主要目的是针对TPU/PVC复合材料阻燃性不足的问题，提供一种高效的抑烟阻燃改性TPU/PVC合金，采用改性聚磷酸铵、季戊四醇(PER)和高岭土复配阻燃剂对TPU/PVC合金进行协同阻燃改性，得到阻燃性能、力学性能、耐水性、耐磨性与耐候性能良好的复合材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抑烟阻燃改性TPU/PVC合金，各原料及其所占重量份数包括：TPU 40～60份，PVC15～25份，增塑剂6～10份，热稳定剂1～3份，润滑剂1～2份，抑烟复配阻燃剂5～25份。

上述方案中，所述抑烟复配阻燃剂由改性聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和高岭土按5:(1～2):(0.5～2)的质量比混合而成。

上述方案中，所述改性聚磷酸铵的制备方法包括如下步骤：将聚磷酸铵在50～70℃温度下加热3～10min，然后加入温度为40～60℃的乙烯基三甲氧基硅烷溶液，搅拌1～10分钟，静置3～10分钟，再继续搅拌3～10分钟，最后在温度为100～250℃的条件下烘干1～3小时，即得改性聚磷酸铵。

上述方案中，所述聚磷酸铵与乙烯基三甲氧基硅烷溶液引入的乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为100:(1～5)；乙烯基三甲氧基硅烷溶液中乙烯基三甲氧基硅烷的质量浓度为2～10％；乙烯基三甲氧基硅烷溶液采用的溶剂为丙酮、无水乙醇、无水甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、乙醚或苯。

按上述方案，所述TPU为聚酯型，硬度为75～85A；PVC的表观密度为0.5～0.6g/cm³。

上述方案中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。

按上述方案，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。

按上述方案，所述润滑剂为硬脂酸钡或硬脂酸钙。

上述一种抑烟阻燃改性TPU/PVC合金的制备方法，包括如下步骤：