[发明专利]一种含磷无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种含磷反应型无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及制备方法，基于热塑性聚氨酯弹性体组合物总量，其包含：多异氰酸酯8‑50wt％，大分子多元醇35‑85wt％，分子量为126～505的含磷二元醇5‑20wt％；采用连续法或间歇法生产工艺制备；本发明的产品环保安全，优异的加工性能，优异的低温性能，组合物可通过UL94中V1^‑3.0mm测试等级、解决了常规物理共混阻燃TPU技术路线的机械性能低下，耐介质迁移性差等缺点。产品可以广泛应用电线线缆及薄膜行业。

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体材料，具体涉及一种含磷无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法。本发明的阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物能够应用于电线和电缆行业，管材型材行业，薄膜行业，通用模制等行业。

背景技术

热塑聚氨酯弹性体材料由于其优异的抗张强度、抗撕裂强度、耐磨性及加工性能，其在电线电缆、管材型材、薄膜及通用模制领域有广泛应用。但热塑聚氨酯本身阻燃性能不佳、氧指数低，限制其在一些对阻燃有明确要求领域的应用。传统基于溴、氯和氟的卤素添加剂已经被用于TPU组合物提供阻燃性。近年来，随着大部分国家和行业对环保安全要求日益严格，这就要求阻燃TPU配方设计要采用其他非卤素阻燃体系。目前阻燃热塑性聚氨酯大都是采用物理添加机械共混制备所得。主要存在对热塑性聚氨酯机械性能损失大，产品外观透明性差，同时物理添加的阻燃剂存在迁移析出现象等问题。因此开发本质阻燃热塑聚氨酯弹性体材料有着重要意义和应用价值。

Noveon Co.的美国专利公开号US6777466公开了使用三聚氰胺氰脲酸酯作为阻燃热塑性聚氨酯组合物中唯一的有机阻燃剂添加剂；

Lubrizol Co.的美国专利公开号US20090326108公开了含有有机磷酸酯、三聚氰胺衍生物、双季戊四醇中一种或多种组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物；BASF Co.的美国专利公开号US20130245169公开了使用表面处理的金属强氧化物作为阻燃热塑性聚氨酯组合物阻燃剂添加剂；Huntsman Co.的中国专利公开号CN103492470公开了含有金属类氧化物、多聚磷酸铵及其衍生物类磷酸盐、低聚磷酸酯组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物；信越公司的中国专利公开号CN101993588公开了含有多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺，表面处理多聚磷酸铵、季戊四醇及其衍生物、有机硅氧烷组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物。以上专利采用物理混合方式添加阻燃剂到热塑性聚氨酯弹性体中，最终制备的阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物普遍存在阻燃剂有一定迁移性，耐久性不好，机械强度不高，而且不能制备透明产品的缺陷。

因此，需要制备一种反应型本质阻燃热塑性聚氨酯弹性体，除具备阻燃性能外，还应具备优异机械强度、加工性能和透明性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供含磷无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，该热塑性聚氨酯弹性体为反应型本质阻燃热塑性聚氨酯弹性体，具有优异的透明性，优异的机械性能例如良好的抗拉强度和撕裂强度；同时具有优异加工性能；满足UL94V-1阻燃等级要求。

本发明的另一个目的在于提供所述的含磷无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，采用反应型挤出工艺制备，含磷阻燃剂直接参与反应，阻燃耐久性好，产品透明。

为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种含磷无卤本质阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其包含:多异氰酸酯，大分子多元醇，含磷二元醇和任选的非含磷扩链剂和助剂包。

作为一种优选的技术方案，该组合物包含8-50wt％，优选15-40wt％多异氰酸酯，35-85wt％，优选45-75wt％大分子多元醇，5-20wt％，优选7.5-15wt％数均分子量为126～505的含磷二元醇，0-12wt％，优选1.5-6wt％非含磷扩链剂，和0.1-5wt％，优选0.5-3wt％助剂包，其中重量百分比基于阻燃热塑性聚氨酯组合物总重量。