[发明专利]一种新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体，主要包含以下组份：聚酯多元醇42.3‑45g、TDI 7‑8.7g、MOCA 4‑5g、新型纳米杂化物阻燃剂0.5‑1.5g；其中，所述的纳米杂化物阻燃剂为CuMoO₄@h‑BN。本发明还公开了一种新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体的制备方法。本发明制备的新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体改善了纳米材料（h‑BN）在聚合物加工过程中分散性差的问题，使h‑BN均匀地分散在聚合物基体中；实现了多种元素协同作用，更加有效地提高了聚合物的阻燃性能和抑烟性能。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体（PUE）是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。 PUE具有很好的耐磨性、耐油性和弹性,被广泛应用于体育用品、玩具、装饰材料等各种领域。然而，PUE在持续受热的情况下能够迅速燃烧并产生大量的有害物质和烟雾,这往往是在火灾中最先产生的，并且它们才是对人类生命安全最最具有危险性的有害因素。因此，阻燃剂在提高材料阻燃性的同时，抑烟、减毒也是非常重要的。

人们对清洁型的阻燃高聚物的需求越来越多。一般来说，在聚合物里面加入无机阻燃剂通常可以降低它们的火灾毒害性，减少材料燃烧时产生的有毒物，并且在使用时也不会产生危害。但是，单一的无机阻燃剂通常需要在高添加量的条件下才能实现较高的阻燃效率，并且同时会对基体的其他性能产生一定的影响。因此，使用两种或两种以上的组份构成一个新型的协效阻燃体系，去实现无机阻燃剂低添加量、高阻燃抑烟效率的目的。

六方氮化硼（h-BN）有着与石墨相似的层状结构。它是由B和N原子组成，每层之间由弱的范德华力相结合。氮化硼材料具有许多优异的物理化学性能，被广泛地应用于机械、治金、电子、航空航天等高科技领域。BN由于其独特的片层结构，在提高聚合物的阻燃性能方面也显示出非常重要的作用。BN能够提高聚合物的阻燃性能主要依靠它的片层阻隔效应及良好的热稳定性。然而，h-BN化学性质稳定，表面几乎没有活性基团，与大多数有机分子及聚合物分子链间的相互作用很弱，因而聚合物基体中的分散性很差，这大大限制了h-BN对聚合物材料性能的改善效果。因此，需要对h-BN表面进行基团化处理。

发明内容

本发明提供了一种具有高效率的新型阻燃抑烟剂。一方面充分发挥了氮化硼化学性质的优越性；另一方面，表面羟基化处理氮化硼，有效地提高了钼酸铜的负载量；另外，引入钼酸铜，实现了多种元素协同作用，更加有效地地克服了聚合物基体在持续受热的情况下迅速燃烧并产生大量的有害物质和烟雾的缺点。目前，在阻燃领域，用钼酸铜表面改性羟基化氮化硼还没有相似的研究。

一种新型纳米杂化物阻燃聚氨酯弹性体，主要包含以下组份：聚酯多元醇42.3-45g、TDI 7-8.7g、MOCA 4-5g、新型纳米杂化物阻燃剂0.5-1.5g；

其中，所述的纳米杂化物阻燃剂为CuMoO4@h-BN。

优选地，主要包含以下组分：聚酯多元醇44.4g、TDI 7.83g、MOCA 4.6g、新型纳米杂化物阻燃剂1g。

优选地，所述的新型纳米杂化物阻燃剂的制备方法为：

（1）取浓硫酸和浓硝酸溶液，按体积比为1:3混合，得到浓酸溶液，取六方氮化硼粉末置于浓酸溶液，超声6h，得到浅黄色粘稠液体；

（2）将步骤（1）得到的浅黄色粘稠液体油浴锅回流，洗涤离心，冷冻干燥，得到表面功能化的h-BN；

（3）将步骤（2）得到的表面功能化的h-BN置于去离子水中超声搅拌，得到h-BN悬浮液；