[发明专利]一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是由低聚物二元醇、二异氰酸酯和低分子二醇或二胺聚合而成的线性或有少量支化、交联的高分子材料。目前，对热塑性聚氨酯复合材料的研究正在不断深入以及其应用范围不断的拓展，其对阻燃的要求也越来越高。截止目前，国内外对聚氨酯复合材料的阻燃研究相对较少，主要集中在阻燃剂的选择上。含卤阻燃剂由于其具有优良的阻燃性能，曾被广泛用于阻燃热塑性聚氨酯材料；但是一旦发生火灾时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成成二次危害。近年来，随着材料应用领域的环保要求逐渐提高，绝大部分电线电缆、薄膜、注塑品等塑料用品的原材料要求禁用卤素阻燃剂，这就要求热塑性聚氨酯生产厂家寻求新型无卤阻燃聚氨酯复合材料的配方及其制备工艺。因此，提供一种制备工艺简单，力学性能良好，洁净环保的无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料就成为本发明的目的。

发明内容

针对含卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料的技术不足，本发明提供一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料，该复合材料主要成分按重量百分比构成如下：

热塑性聚氨酯聚合物：60～90%；

无卤阻燃剂：10～30%；

无机填料：0.5～3%；

所述热塑性聚氨酯聚合物可选用聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚己内酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯或其混合物。

作为优选，可以通过环氧乙烷与乙二醇反应形成的聚乙二醇、通过环氧丙烷与丙二醇反应而形成的聚丙二醇、通过水与四氢呋喃反应而形成的聚丁二醇，通过四氢呋喃与环氧乙烷反应形成的聚四氢呋喃二醇等作为热塑性聚氨酯聚合物原料。

所述无卤阻燃剂可选用有机磷酸酯阻燃材料。

作为优选，可以通过相应的醇或酚与三氯化磷反应，然后水解制得有机磷酸酯，具体可选用磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三异丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。

所述无机填料可选用滑石粉、碳酸钙、粘土、蒙脱土或其混合物。

作为优选，可选用纳米蒙脱土作为无机填料。

本发明提供的一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料，其制作工艺方法主要包括以下步骤：

1)将各种原料组份按预设比例混合，搅拌均匀；

2)搅拌均匀的混合物进入挤出机，混合物在挤出机中的反应时间为3～5min，反应温度为180～200℃；

3)处于熔融状态的热塑性聚氨酯被挤压成丝股状出来后，进水下冷却处理后进行切粒操作，获得热塑性聚氨酯复合材料粒料。

按照上述制备方法，本发明提供的一种新型无卤阻燃热塑性聚氨酯复合材料，符合环保要求，力学性能良好，阻燃性能好，制作工艺简单，可用于高环保要求的阻燃材料，如电线电缆、薄膜、注塑品等。

具体实施方式

下面列出两个非限制性的实施例，对本发明作进一步的说明。

实施例1

将1000g聚氧化丙烯二醇与200g磷酸三甲苯酯、15g纳米蒙脱土，及其他适量的反应催化剂、抗氧化剂等添加剂混合搅拌均匀后，混合料进入挤出机，混合物在挤出机中的反应时间为3～5min，反应温度为180～200℃；混合物经进入挤出机挤压成丝股状出来后，经过水下冷却处理进行切粒操作，制得热塑性聚氨酯复合材料的粒料。产物性能详见表1。

实施例2

将1000g聚四氢呋喃二醇与200g甲苯基二苯基磷酸酯、15g纳米蒙脱土，及其他适量的反应催化剂、抗氧化剂等添加剂混合搅拌均匀后，混合料进入挤出机，混合物在挤出机中的反应时间为3～5min，反应温度为180～200℃；混合物经进入挤出机挤压成丝股状出来后，经过水下冷却处理进行切粒操作，制得热塑性聚氨酯复合材料的粒料。产物性能详见表1。

从表中可以看出，实施例中的2款产品均具有良好的阻燃性，且在发生火灾时，这类无卤阻燃材料不会产生烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，洁净环保。

表1产物物理性能参数试验结果