[发明专利]一种耐高温高湿无卤阻燃聚酯型聚氨酯热塑性弹性体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温高湿无卤阻燃聚酯型聚氨酯热塑性弹性体(TPU)的制备，采用有机膦酸盐和含氮化合物阻燃剂，保持了TPU的高机械性能和柔韧性，在高温高湿环境下(85℃，相对湿度95％，循环96小时)无迁移析出，邵氏硬度范围在72A～95A，无卤阻燃，符合RoHS2.0要求，无滴落，可通过UL1581VW-1和UL94V0阻燃测试，适用于电线电缆护套材料和电子电器插头连接件材料。

背景技术

目前，无卤阻燃聚酯型热塑性TPU产品主要是通过添加多聚磷酸铵类的磷氮膨胀型无卤阻燃剂(IFR)、三聚氰胺尿氰酸(melamine cyanurate)和磷酸酯/膦酸酯等复合阻燃剂等制备而得，这些方法在CN101058669(本专利申请者)、CN101108914、CN1639245、JP54-85242、US5684071和CN101166782已有公开描述。

在以CN101058669为代表的多聚磷酸铵类的磷氮膨胀型无卤阻燃剂(IFR)公开了以磷氮膨胀型无卤阻燃剂的技术路线，氧指数(LOI)高，可以通过ULVW-1测试，但未进行耐高温高湿性能测试。

在CN1639245公开了单独使用三聚氰胺尿氰酸28～50％，具有低的LOI，可通过UL1581。

在CN101166782公开了磷酸酯/膦酸酯复合阻燃体系，可以达到UL94V-0。

以上专利公开的技术，不同程度的存在下述不足，影响了其在各个领域的使用：

1、三聚氰胺尿氰酸用量大，易使TPU发生降解，使热塑性TPU力学性能大幅下降，导致材料失去弹性体原有的柔韧性，得到的产品只能用于注塑件，难用于挤出成型；

2、添加磷酸酯后，热稳定性差；

3、在高温高湿环境下使用阻燃剂等助剂会发生迁移，影响制品的外观和使用性能。

发明内容

本发明包含了无卤阻燃聚酯型聚氨酯热塑性弹性体(TPU)组合物及其制备，和使用该组合物作为电线电缆外皮结构、电子电器注塑件的方法。本发明的关键技术是，解决无卤阻燃聚酯型聚氨酯弹性体在高温高湿环境下析出问题，并保持弹性体的柔软性和机械强度，符合RoHS指令，以满足高性能电子电器材料的要求和无卤阻燃的发展特点。

本发明的耐高温高湿无卤阻燃聚酯型聚氨酯热塑性弹性体组合物，其特征在于有如下重量％的组分，经过预混合、挤出造粒得产品：

有机膦酸盐阻燃剂                      5.0～40.0％(优选为10.0～32.0％)，

含氮化合物                            0.0～15.0％(优选为0.0～12.0％)，

粘度调节剂                            1.0～15.0％(优选为3.0～10.0％)，

抗氧剂和紫外线吸收剂的混合物          0.1～1.5％，

聚醚型聚氨酯热塑性弹性体              余量；

所述的有机膦酸盐阻燃剂为式[R₁R₂P(O)O]_nMⁿ⁺次膦酸，其结构如下：

式中

R₁和R₂是相同的或不同的取代基，取代基R₁和R₂各自选自线性的、支化的或环状的C1～C8脂族基团或芳族基团，羟基，烷氧基，酚基，胺基；

M选自Mg，Ca，Al，Zn，Fe，Ba，Cu或质子化氮碱；并且n为1～4的正整数；

所述的含氮化合物选自三聚氰胺尿氰酸盐、密立胺、密白胺、氮唑类化合物一种或多种；

所述的粘度调节剂为苯乙烯/共轭二烯系共聚物和矿物加工油的混合物，两者的质量比为100∶0～150(优选为100∶30～120)；

所述的抗氧剂和紫外线吸收剂的混合物中，抗氧剂选自受阻酚或亚磷酸类的一种或两种，占混合物重量的0.01～1.0％，紫外线吸收剂选自苯并三唑类，二苯甲酮类和受阻胺类的一种或多种，占混合物重量的0.01～0.5％；两者的总量占组合物的0.1～1.5％；

所述的热塑性聚氨酯弹性体为拉伸强度大于30MPa的热塑性聚酯型聚氨酯热塑性弹性体。

作为优选，所述的有机膦盐阻燃剂选自二乙基次膦酸铝、乙基膦酸乙酯铝、二甲基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸铝和/或甲基膦酸甲酯铝的一种或多种。