[发明专利]包含被涂覆的基于铝的金属氢氧化物的阻燃热塑性聚氨酯

说明书

本发明涉及阻燃热塑性聚氨酯。

背景技术

阻燃热塑性聚氨酯为长期已知的。其中可以将含卤素或不含卤素的阻燃剂与热塑性聚氨酯(TPU)混合。其中包含无卤阻燃剂的TPU的普遍优点是在燃烧时较少产生有毒且腐蚀性的烟气。包含无卤阻燃剂的TPU的具体优点已有详细记载(例如EP 00617079 B1；EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。

含氮和/或含磷阻燃剂可以被用作TPU中的无卤阻燃剂(EP 00617079 B1；EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。单独使用含磷阻燃剂通常无法确保足够的阻燃性。相比之下，单独使用或与含磷阻燃剂结合使用含氮阻燃剂通常可提供TPU以非常好的阻燃性，但是还存在含氮化合物还会释放例如HCN或者氮氧化物的有毒燃烧气体的缺点。

金属氢氧化物也可以单独或与含磷阻燃剂和/或页硅酸盐结合用作TPU中的无卤阻燃剂(DE 10 343 121 A1；EP 1 167 429 B1；EP 01 491 580 B1；EP 1 183 306 B1；WO 2011/050520 A1)。已经表明，这些混合物首先表现出非常好的阻燃性其次具有非常低的烟气毒性数值。

基于TPU结合金属氢氧化物的混合物的缺点是抗老化性较低，使所述材料在很多应用领域不适用。例如，EP 2 374 843 A1中尝试通过加入二价和三价微溶性金属氧化物来提高抗老化性。

目的

因此，本发明的目的在于，提供一种具有良好的机械性能的阻燃热塑性聚氨酯，其容易通过常规方法进行加工，表现出符合工业要求的阻燃性，且同时具有良好的耐水解性和抗老化性，尤其是抗氧化老化性。

发明内容

出人意料地，所述目的已通过阻燃热塑性聚氨酯实现，所述阻燃热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，其中至少一种阻燃剂为至少在一定程度上被涂层涂覆的金属氢氧化物，且金属氢氧化物为氢氧化铝、氧化铝氢氧化物和所述氢氧化物的混合物。使用被涂覆的金属氢氧化物不仅能实现改善的机械强度值而且能实现改善的抗老化性。机械强度和抗老化性是基于阻燃热塑性聚氨酯。所述性能尤其还通过结合优选的实施方案而得到改善。所述涂层在实践中不会对热塑性聚氨酯的阻燃性能产生任何不良影响。

图

图1示出了实施例4的实验编号3和6的锥形量热测试结果的图形化描述的Petrella图。材料对迅速发展的火焰的贡献在x轴上呈增长的趋势。商PHRR/tig以单位[kW/m²s]绘出。所述材料对长持续时间火焰(THP)的贡献的趋势绘于y轴，单位为[MJ/m²]。此处，具备较好阻燃值的材料显示出最小的x和y值。该图很明显地表明，本发明的实验3显示出显著优于非本发明的实验6的阻燃性。

详细描述

阻燃热塑性聚氨酯基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，也可被称为基于热塑性聚氨酯的阻燃性制剂，其中该制剂包含二异氰酸酯、至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂以及任选地至少一种催化剂的反应产物，其中该制剂还包含至少一种阻燃剂以及任选地添加剂和/或助剂。

金属氢氧化物

本发明中所使用的氢氧化物是铝的氢氧化物或双氢氧化物。金属氢氧化物的优点在于在着火情况下它们仅仅释放水，因而不形成任何有毒的或腐蚀性的烟气产物。另外，所述氢氧化物能够减少着火情况下的烟气浓度。然而，所述物质的的缺点是，其首先促进热塑性聚氨酯的水解，其次是对聚氨酯的氧化老化具有不利影响。在本发明的上下文中，当热塑性聚氨酯的机械参数如拉伸强度、拉伸断裂应变(tensile strain at break)、抗撕裂蔓延性(tear-propagation resistance)、柔韧性、耐冲击性、柔软度等随着时间的推移发生不利变化时，使用氧化老化的表述。为了在实验室中验证老化的过程，首先测量高温老化前的机械参数，然后测量适当老化后的机械参数。老化时优选的老化温度为113℃或者121℃，老化7天。根据需要可使用其他温度和时间。