[发明专利]无卤素阻燃TPU

说明书

本发明涉及一种阻燃混合物，其包含至少一种聚氨酯、至少一种阻燃剂和至少一种交联剂，其中所述至少一种交联剂是溶于至少一种聚氨酯中的至少一种异氰酸酯；涉及一种通过将至少一种聚氨酯、至少一种阻燃剂和至少一种交联剂混合而生产一种阻燃聚氨酯的方法，其中所述至少一种交联剂是溶于至少一种聚氨酯中的至少一种异氰酸酯；涉及一种能通过上述方法制取的阻燃聚氨酯；涉及至少一种异氰酸酯在至少一种聚氨酯中的溶液在制取阻燃聚氨酯过程中的用途。

阻燃热塑聚氨酯及其制造方法在现有技术中已知。US2003/0166749A1公开了一种阻燃热塑聚氨酯，该阻燃热塑聚氨酯包含三聚氰胺氰脲酸酯作为阻燃剂，并且通过加入最高达2重量％的至少一种交联剂组分来改善其机械性能。已公开的交联剂的实例有三羟甲基丙烷、季戊四醇、胺、3-异氰酰基甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯等。US2003/0166749A1还公开了通过用本领域技术人员已知的方法(如合并)将所述组分混合而生产一种阻燃热塑聚氨酯的方法。该专利文件没有公开需以在至少一种聚氨酯中的浓溶液的形式加入交联剂，如二异氰酸酯。

DE 10343121A1公开了包含金属氢氧化物作为阻燃剂的热塑性聚氨酯。这些热塑聚氨酯的特征之一是分子量特别高，至少是60,000g/mol。该说明书中并没有描述热塑聚氨酯的交联。

WO 2006/121549A1公开了包含无卤素阻燃剂的热塑聚氨酯。WO2006/121549A1中所述阻燃剂包括一种有机次膦酸酯组分、一种有机磷酸酯组分和一种多元醇。根据该说明书，阻燃剂通过本领域技术人员已知方法(如合并)进行混合。WO 2006/121549并没有公开阻燃热塑聚氨酯能通过与阻燃剂一起加入交联剂来得到。

EP 0617079A2公开了自熄性热塑聚氨酯以及其制造方法。所用阻燃剂包括一种或多种有机磷酸酯和/或一种或多种有机膦酸酯，尤其是与三聚氰胺衍生物混合。根据EP 0617079A2，还可向混合物中加入助剂和/或添加剂如：润滑剂，抑制剂，针对水解、光、热或变色的稳定剂，染料，颜料，无机和/或有机填料和增强剂。但是，EP 0617079A2没有公开在热塑聚氨酯中与阻燃剂一起加入交联剂。

WO2006/134138A1公开了一种热塑聚氨酯，该热塑聚氨酯包含溶解在其中的20重量％-70重量％的异氰酸酯。但是W02006/134138A1并没有公开所述热塑聚氨酯用来制造一种阻燃TPU的用途。

现有技术的方法能够产生阻燃热塑聚氨酯，但是仅能通过相对于阻燃剂较高的填料量来达到足够高的阻燃效果。尤其是对于无卤素化合物，需要高含量的填料来产生足够的阻燃效果。常规的阻燃剂是三聚氰胺化合物和含磷化合物还有金属氢氧化物，为达到足够好的阻燃效果而需要加入的这些化合物的比例是20-60重量％。

这种高添加剂含量的不足之处在于削弱了复合热塑聚氨酯材料的机械性能，并且束缚了它们在市场上的合理使用。导致机械性能下降的第一个因素是填料含量过高，其次是在制造过程中加入特定的材料降低了摩尔质量，这也导致机械性能的下降。

本发明的一个目的是提供一种阻燃热塑聚氨酯及其制造方法，其中获得的热塑聚氨酯的机械性能要达到与没有加入阻燃剂的热塑聚氨酯一样好。另一个目的是提供一种制造该种热塑聚氨酯的简便方法。

再一个目的是提供一种机械性能、阻燃性能良好，并达到根据DINEN ISO 2578所述更高的温度指标的材料。

这些目的通过一种阻燃混合物实现，该阻燃混合物包括：

(A)至少一种聚氨酯作为组分A，

(B)至少一种阻燃剂作为组分B，所述阻燃剂选自：牛脂、磷酸铵、多磷酸铵、碳酸钙、氧化锑、硼酸锌、粘土、蒙脱土、金属氧化物、金属氢氧化物、有机次膦酸酯化合物、有机磷酸酯化合物、多元醇、三聚氰胺化合物、氯化聚乙烯和以上物质的混合物，和

(C)至少一种交联剂作为组分C，

其中所述的至少一种交联剂是溶于至少一种聚氨酯中的至少一种异氰酸酯。

这些目的还通过一种制造阻燃聚氨酯的方法实现，该方法将以下组分混合：

(A)至少一种聚氨酯作为组分A，

(B)至少一种阻燃剂作为组分B，所述选自：牛脂、磷酸铵、多磷酸铵、碳酸钙、氧化锑、硼酸锌、粘土、蒙脱土、金属氧化物、金属氢氧化物、有机次膦酸酯化合物、有机磷酸酯化合物、多元醇、三聚氰胺化合物、氯化聚乙烯和以上物质的混合物，和

(C)至少一种交联剂作为组分C，

其中所述的至少一种交联剂是溶于至少一种聚氨酯中的至少一种异氰酸酯。