[发明专利]一种无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体复合材料技术领域，特别涉及一种无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料，按重量百分比计，由以下组分组成：60％‑90％的热塑性聚氨酯弹性体；10％‑35％的抑烟剂包裹次磷(膦)酸盐阻燃剂；1‑3％的抗滴落剂；0.1‑1.5％的抗氧剂；0.1‑1.5％的润滑剂；采用本发明制备的无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料通过次磷(膦)酸盐阻燃剂、壳层羟基锡酸盐抑烟剂以及抗滴落剂的协效作用，具有阻燃性能高、生烟量少、抗滴落、力学性能优良等一系列特点。此外，本发明还公开了一种无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法。

技术领域

本发明属于热塑性聚氨酯弹性体复合材料技术领域，特别涉及一种无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料。

背景技术

热塑性聚氨酯弹性体由于其低密度、耐腐蚀、可挠性强、易于加工、性价比高等优点，在电子电器、建筑、电线电缆、交通运输等领域获得广泛使用；其一方面具有良好的力学性能、耐化学性以及高粘结性，另一方面可采用注塑、压延、押出以及溶解成溶液等加工方式，是塑胶加工业中最为常见的热塑性弹性体材料。

但是，热塑性聚氨酯弹性体作为一种有机材料，富含碳、氢、氧、氮元素，存在以下弱点：其一，极易燃烧，同时伴随着明显的熔融滴落，极易引发二次引燃，造成严重的火灾隐患；其二，热塑性聚氨酯材料燃烧过程中会释放大量有毒烟气，对火灾现场的人员造成严重伤害；以上不足严重制约了热塑性聚氨酯弹性体材料在电子电器、建筑、电线电缆、交通运输等领域的使用；因此，对聚氨酯弹性体进行改性处理，制备阻燃、抑烟、抗滴落的聚氨酯弹性体复合材料可有效拓展其在相关领域的使用，具有极大的经济和社会价值。

目前，常规含卤阻燃剂由于其燃烧过程中伴随着大量腐蚀性卤化氢气体的释放，并存在致癌性二恶英类物质生成，对人类健康和周围环境造成不良影响，已经不符合当前绿色环保的发展理念。此前，欧盟在2003年颁布的两项指令：“报废电子电器设备指令”(WEEE)和“关于在电子电器中禁用有害物质指令”(RoHs),严禁在电子电器中添加多溴联苯醚等有害物质；因此，无卤阻燃成为阻燃技术发展的必然选择。

目前，热塑性聚氨酯弹性体材料常用的无卤阻燃剂主要包括金属氢氧化物阻燃剂和磷氮复配阻燃剂；金属氢氧化物阻燃剂一般需要很高的添加量(30wt％-60wt％)才能达到较好的阻燃性能，高添加量往往会造成热塑性聚氨酯弹性体材料力学性能的严重恶化，因此金属氢氧化物阻燃剂并不适合热塑性聚氨酯弹性体阻燃；磷氮复配阻燃剂具有添加量低、阻燃效率高、成炭性好的优点，但是存在与热塑性聚氨酯弹性体相容性差的缺点，同时明显增加热塑性聚氨酯弹性体材料燃烧过程有毒烟气释放。

新型次磷(膦)酸盐阻燃剂具有添加量低、阻燃效率高、成炭性强等优点；《ChineseJournal of Polymer Science》期刊(《中国高分子科学》，2014年，32卷，1期，275-285页)报道次磷酸铝阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料，发现次磷酸铝可有效促进热塑性聚氨酯弹性体复合材料燃烧过程中成炭，从而明显提高其阻燃性能，降低其燃烧过程中的热释放。

但是，此类热塑性聚氨酯弹性体材料并没有有效的抑烟效果，同时其燃烧过程中的熔融滴落依旧明显；目前业界一般采用钼酸盐、含铁化合物、金属氧化物等抑烟剂与次磷(膦)酸盐复配使用；由于抑烟剂颗粒与阻燃剂颗粒是随机分布在热塑性聚氨酯弹性体基体中的，其相互作用效率较低，抑烟效果较差；只有将抑烟剂与次磷(膦)酸盐阻燃剂之间形成有效接触，形成特有的核-壳结构，才能提高其抑烟效果，与此同时，核-壳结构有利于抑烟剂与阻燃剂之间的阻燃协效作用，提高阻燃效率。

发明内容

本发明针对现有的阻燃热塑性聚氨酯弹性体存在的阻燃效率低、抗滴落性和抑烟性能差的不足，旨在提供一种无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法；本发明所述的无卤阻燃抑烟抗滴落热塑性聚氨酯弹性体复合材料具有良好的阻燃性能、抑烟性能、抗滴落性和力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：