[发明专利]一种无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料。

背景技术

含卤阻燃剂由于其低成本，高效率被广泛用于阻燃塑性聚氨酯(阻燃TPU)。近年来，随环保的要求逐渐提高，某些最终应用要求禁用卤素阻燃剂，这就要求TPU(塑性聚氨酯)生产厂家寻求新的无卤配方。

中国专利CN101166782披露了用次膦酸金属盐和/或二次膦酸金属盐、磷酸酯阻燃TPU弹性体，1.9mm试样能达到UL94-V0级。但次膦酸金属盐和二次膦酸金属盐的价格非常昂贵，而且在加工过程中不熔不溶，因此次膦酸金属盐和二次膦酸金属盐的粒径对阻燃性和力学性能的影响较大，对产品的推广应用非常不利。

美国专利USP6777466披露了用细粒径的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃TPU，也能达到UL94-V0级。MCA是聚合物的良润滑剂，大量的MCA会导致TPU挤出成型困难；而且细粒径MCA的团聚很厉害，很难分散均匀。

美国专利USP5837760披露了间苯二酚双(二芳基磷酸酯)(RDP)/氮系阻燃剂阻燃TPU的技术。但该领域的技术人员都知道，RDP是一类比较粘稠的液体，与颗粒状的TPU很难混合，需特殊的喂料设备。而且液体阻燃剂对TPU的力学性能影响较大。

因此，寻求一种加工容易，力学性能保持良好的阻燃体系就成为本发明的目的。

发明内容

本发明旨在提供一种无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料。

本发明还涉及上述无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料的制备方法。

这种无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料由以下重量百分比的原料组成：

(1)至少一种热塑性聚氨酯(TPU)聚合物，40～95％：

(2)5％～40％具有式(I)结构的有机磷酸酯阻燃剂：

其中的R1～R4为相同或不同的烷基、环烷基、苯环或含取代基团的苯环，n＝1～20；

(3)0％～20％的无机填料。

R1～R4优选为苯环或烷基取代苯环。

所述热塑性聚氨酯(TPU)聚合物选自聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯或其共混物。

所述无机填料选自滑石、碳酸钙、粘土、蒙脱土或其混合物。

上述无卤阻燃热塑性聚氨酯塑料的制备方法为，将原料混合后，180～200℃下挤出造粒。

这种塑料的1.6mm试样能通过UL 94-V0测试，可用于需要高阻燃性要求的应用如电线电缆、薄膜、注塑品等，符合环保要求，力学性能保持良好，易于加工，阻燃性好，且阻燃剂不析出。

具体实施方式

以下所举实施例，乃本发明的具体说明，并不限定本发明的发明范围。实施例中各反应物及添加物所使用的份数皆为重量份数。

实施例1

TPU：台湾高鼎，ER-85A(聚醚型TPU)

阻燃剂A：对苯二酚双(二甲基苯基)二磷酸酯，符合结构式I要求，

R1～R4均为二甲基苯基，n＝1，熔点95℃

阻燃剂B：间苯二酚双(二苯基)二磷酸酯(RDP)，

粘度(40℃)：600cps

阻燃剂C：磷酸三苯酯，分析纯，上海化学试剂商店，熔点49℃

将700份TPU、300份阻燃剂A、加入TSSJ25/40双螺杆挤出机中，温度190℃，螺杆转速为200rpm，拉条切粒，90℃真空干燥4小时，按ISO标准打样测试。

比较例1：将阻燃剂换成阻燃剂B，其余同实施例1。

比较例2：将阻燃剂换成阻燃剂C，其余同实施例1。

性能比较如下表：

实施例2

阻燃剂：对苯二酚双(苯基)二磷酸酯，符合结构式I要求，R1～R4均为苯基，n＝10

将600份聚酯型TPU、200份阻燃剂、200份碳酸钙加入TSSJ25/40双螺杆挤出机中，温度200℃，螺杆转速为200rpm，拉条切粒，90℃真空干燥4小时，按ISO标准打样测试，加工过程中喂料非常容易，阻燃性通过UL94-V0测试，无阻燃剂析出。

实施例3

阻燃剂：对苯二酚双(二甲基苯基)二磷酸酯，符合结构式I要求，R1～R4均为二甲基苯基，n＝1，熔点95℃

将400份聚酯型TPU、400份聚碳酸酯型TPU、50份阻燃剂、150份蒙脱土加入TSSJ25/40双螺杆挤出机中，温度190℃，螺杆转速为200rpm，拉条切粒，90℃真空干燥4小时，按ISO标准打样测试，加工过程中喂料非常容易，阻燃性通过UL94-V0测试，无阻燃剂析出。