[发明专利]一种无卤阻燃的轻质TPU弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃的轻质TPU弹性体及其制备方法，按重量份计，制备原料至少包括：聚酯多元醇50‑65份、异氰酸酯20‑35份、阻燃剂A 5‑10份、阻燃剂B 3‑9份、相容剂2‑8份、硅烷偶联剂1‑5份、填充材料8‑26份、发泡剂0.5‑4份、催化剂1‑3份、扩链剂3‑8份，本发明提供的TPU材料具有轻质的特点，还具有优异的阻燃性能和高拉伸强度、断裂伸长率、抗撕裂性等机械性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃的轻质TPU弹性体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯弹性体以其优良的物理力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，得到广泛应用。特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍，已经成为不可缺少的材料之一。但是近几十年来，聚氨酯材料的火灾事故频繁发生，材料的安全性问题变得越来越重要。它的易燃性在一定程度上限制它的应用。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构，这种结构使得TPU具有强度高、弹性大、耐磨性好、耐油、低温柔软、高伸长率，耐腐蚀性好等优异性能。TPU同时兼具橡胶的高弹性和塑料的易加工性，已被广泛应用于鞋材、板材、管材、薄膜、线缆、汽车部件、医疗及运动休闲等领域。聚醚型TPU具有良好的韧性、回弹性、耐低温性和耐水解性等，其在电缆护套、汽车部件及消防救生等领域得到了广泛的关注。但是聚醚型TPU氧指数仅18％左右，属易燃材料。TPU自身没有阻燃性能，空气中燃烧时，火焰非常剧烈且伴有浓烈的黑烟，并具有严重的滴流现象。长期以来TPU的阻燃特性一直没有得到满意解决，制约了TPU在电缆护套、汽车部件及输油软管等领域的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种无卤阻燃的轻质TPU弹性体，按重量份计，制备原料至少包括：聚酯多元醇50-65份、异氰酸酯20-35份、阻燃剂A 5-10份、阻燃剂B 3-9份、相容剂2-8份、硅烷偶联剂1-5份、填充材料8-26份、发泡剂0.5-4份、催化剂1-3份、扩链剂3-8份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚酯多元醇选自常规聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚酯多元醇为聚己内酯多元醇。

作为本发明一种优选的技术方案，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述阻燃剂A选自磷酸酯类阻燃剂、三聚氰胺盐类阻燃剂、三聚氰胺聚磷酸盐类阻燃剂中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述阻燃剂B选自纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述填充材料选自高岭土、硅藻土、滑石粉、石墨、炭黑、氧化铝粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉、石英粉、轻质碳酸钙、空心玻璃微珠中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述催化剂选自N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述扩链剂选自乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇中的一种或多种。

本发明的第二个方面提供了无卤阻燃的轻质TPU弹性体的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：

(1)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将聚醚多元醇、异氰酸酯、扩链剂和阻燃剂A混合均匀，混合物料注入双螺杆反应器中，经连续反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；