[发明专利]一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用，称取如下重量份原料：10‑20份聚四氢呋喃，5‑10份N，N‑二甲基甲酰胺，5‑10份二苯甲烷二异氰酸酯，1‑3份无卤复合阻燃剂，0.1‑0.5份扩链剂；将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中，120‑150r/min磁力搅拌并加热至100‑120℃，减压搅拌，直至无气泡产生，依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂，通入氮气，加入扩链剂，在此温度下匀速搅拌并反应1h，反应2h，制得反应产物；复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸，发挥出磷硅协同阻燃作用，进一步提高阻燃性能，而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素，燃烧时不会造成污染。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体为一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用。

背景技术

通过引入阻燃剂可以提高PU材料的阻燃性能。目前，聚氨酯的阻燃剂主要有添加型和反应型两大类。添加型阻燃是采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到PU基体中，存在阻燃剂与PU基体相容性差的问题，导致PU物理力学性能下降，且阻燃剂容易迁移流失，材料阻燃性能可能会随着服役时间延长而衰减。反应型阻燃是将阻燃功能基团通过化学接枝的方法引入PU分子结构中，该方法克服了添加型阻燃剂易迁移、对材料力学性能损失大的缺点，添加量小、有更持久的阻燃效果和更好的稳定性。

中国发明专利CN103087504A公开了苯基次磷酸铝在热塑性聚氨酯(TPU)中的阻燃应用，其重量份的组分为：苯基次磷酸铝10-20、TPU100、阻燃增效剂1-15、抑烟剂1-10、抗氧剂0.5-2、偶联剂1、润滑剂0.5。本发明首先用阻燃增效剂对苯基次磷酸铝表面进行包覆改性处理，然后与TPU母粒及其他物料进行高速混合均匀，再用双螺杆挤出机进一步混合挤出造粒，然后进行成型处理，通过这种方法制得的阻燃TPU在保证其机械性能的基础上，具有了优异的阻燃性能，同时，本发明的材料无卤，燃烧发烟量少，对环境污染小，可以广泛的应用到公共场所、家居装饰等场合。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种反应型阻燃TPU制备方法及其应用。

本发明中将无卤复合阻燃剂、二苯甲烷二异氰酸酯和N，N-二甲基甲酰胺等进行混合，无卤复合阻燃剂能够以单体形式参加到反应中制备出阻燃TPU，解决了采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到TPU基体中，存在阻燃剂与TPU基体相容性差的问题，导致材料物理力学性能下降。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种反应型阻燃TPU制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：10-20份聚四氢呋喃，5-10份N，N-二甲基甲酰胺，5-10份二苯甲烷二异氰酸酯，1-3份无卤复合阻燃剂，0.1-0.5份扩链剂；

第二步、将聚四氢呋喃加入单口烧瓶中，120-150r/min磁力搅拌并加热至100-120℃，减压搅拌，直至无气泡产生，制得脱水聚四氢呋喃，将脱水聚四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺加入三口烧瓶中，依次加入二苯甲烷二异氰酸酯和无卤复合阻燃剂，通入氮气，60-80℃水浴加热，加入扩链剂，在此温度下匀速搅拌并反应1h，反应结束后降温至50-60℃，在此温度下反应2h，制得反应产物；

第三步、将制得的反应产物涂膜，转移至真空干燥箱中，在真空度-0.10MPa，温度为60-70℃的条件下干燥10h，制得反应型阻燃TPU。

本发明中将无卤复合阻燃剂、二苯甲烷二异氰酸酯和N，N-二甲基甲酰胺等进行混合，无卤复合阻燃剂能够以单体形式参加到反应中制备出阻燃TPU，解决了采用物理共混方式将阻燃剂直接添加到TPU基体中，存在阻燃剂与TPU基体相容性差的问题，导致材料物理力学性能下降，该无卤复合阻燃剂在燃烧时能够生成磷酸等化合物发挥凝固相阻燃机理，形成致密的氧化碳层，提高阻燃性，而且复合阻燃剂中的有机硅发生降解促进有机磷降解成酸，发挥出磷硅协同阻燃作用，进一步提高阻燃性能，赋予制备出的阻燃TPU优异的阻燃性能，而且该无卤复合阻燃剂不含卤族元素，燃烧时不会造成污染。