[发明专利]无卤素无机纳米改性聚氨酯电子阻燃膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤素无机纳米改性高性能聚氨酯电子阻燃膜材料。解决了现有以卤素阻燃剂为体系的电子阻燃膜，在高温燃烧时，所产生的有害气体对环境二次性污染等问题。

本发明以新型无机纳米硅酸盐阻燃剂作为固相阻燃屏障物，以磷氮阻燃剂作为气相阻燃屏障物，以聚氨酯材料为结构体合成的新一代无卤素环保型电子阻燃膜。在高温燃烧时，具有无毒，低烟，高效等特点，符合国际环境保护要求，适用于国防，医药，汽车等电子领域的保护材料。

背景技术

目前电子行业所用的电子阻燃膜基本上以卤素阻燃剂为主。由于在燃烧中卤素阻燃剂产生大量的有害气体对环境造成二次性污染，国际发达国家已禁止使用以卤素阻燃剂为体系的电子阻燃膜。

为了符合国际市场的要求，急需开发出新一代无卤素高性能的新型电子阻燃膜材料。

发明内容

为了解决现有以卤素阻燃剂为体系的电子阻燃膜技术存在的问题，本发明提供了一种无卤素无机纳米改性聚氨酯电子阻燃膜材料，在高温燃烧时，具有无毒，低烟，高效等特点。

本发明解决上述技术问题采取的方案是：

本发明通过无机纳米材料的表面效应性，小尺寸效应性，耐热性及层状纳米材料的几何结构特异性等特征使其与含有活泼氢的小分子有机物相吸附结合，与异氰酸酯交联反应生成无机纳米硅酸盐改性聚氨酯预聚材料，并与磷氮阻燃剂相结合，形成结构致密，热稳定性好，阻隔性优异等特征的高性能电子阻燃膜。在高温燃烧条件下，新型无机纳米硅酸盐阻燃剂作为固相阻燃屏障物，磷氮阻燃剂作为气相阻燃屏障物，在基体材料的表面形成了传热，传质的屏障，隔绝了外界氧的进入，减少燃烧热的形成与扩散，有效地抑制基体材料的热降解。避免挥发性可燃物的传递，达到低烟，高效，无毒的阻燃效果。

一种无卤素无机纳米改性聚氨酯电子阻燃膜材料，以重量份计包括：

聚氨酯预聚材料    20～60

小分子多元醇      4～10

植物油            0～10

抗氧化剂          0.001～1

增塑剂            0～5

磷氮阻燃剂        30～50

色浆              0～5。

具体的，聚氨酯预聚材料的用量可以为20，25，30，35，40，45，55或60重量份；

小分子多元醇的用量可以为4，5，6，7，8，9或10重量份；

植物油的用量可以为0，2，4，6，8或10重量份；

抗氧化剂的用量可以为0.001，0.005，0.01，0.02，0.03，0.05，0.06，0.08，0.1，0.2，0.3，0.5，0.6，0.8或1重量份；

增塑剂的用量可以为0，1，2，3，4或5重量份；

磷氮阻燃剂的用量可以为30，35，40，45或50重量份；

色浆的用量可以为0，1，2，3，4或5重量份。

在上述方案的基础上，所述的无机纳米改性聚氨酯预聚材料由无机纳米硅酸盐5～40重量份，植物油10～30重量份，活泼氢有机物5～50重量份，催化剂0.001～0.05重量份，与异氰酸酯20～50重量份反应制得，其中：

无机纳米硅酸盐的用量可以为5，10，15，20，25，30，35或40重量份；

植物油的用量可以为10，15，20，25或30重量份；

活泼氢有机物的用量可以为5，10，15，20，25，30，35，40，45或50重量份；

催化剂的用量可以为0.001，0.005，0.01，0.015，0.02，0.03，0.04或0.05重量份；

异氰酸酯的用量可以为20，25，30，35，40，45或50重量份。

在上述方案基础上，所述的小分子多元醇为乙二醇或丙二醇；所述的植物油为天然植物油或改性的植物油，为蓖麻油、大豆油、棕榈油、酯交换改性蓖麻油中的一种或其组合。

所述的活泼氢有机物为二元醇、二元酸、聚酯型多元醇或聚醚型多元醇，其中，二元醇包括乙二醇，丙二醇，丁二醇等。

所述的无机纳米硅酸盐为纳米级滑石、高岭土、蒙脱土中的一种或其组合物，其中，无机纳米材料的粒径为1～10nm。

所述的催化剂为三亚乙基二胺、四甲基亚烷基二胺、二甲基环己胺等胺类催化剂、辛酸亚锡、硫醇二丁锡、醋酸二丁基锡中的一种或其组合。

所述的异氰酸酯为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、邻甲苯二异氰酸酯中的一种或其组合。