[发明专利]一种无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法，其中无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料的原料按质量份数构成如下：热塑性聚氨酯弹性体80‑95份，纳米材料包裹无卤阻燃剂5‑20份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.1‑1份。本发明所用的纳米材料包裹无卤阻燃剂不仅发挥了无卤阻燃剂的有效阻燃效果，并且发挥了纳米材料在阻隔、抑烟等诸多方面的协效效果，壳层和核芯材料能够协调配合作用，具有优异的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法，属于热塑性聚氨酯弹性体技术领域。

背景技术

热塑性材料由于其低密度、耐腐蚀、易于加工等特性，正在不同领域快速取代传统的无机和金属材料。这些聚合物已经广泛应用到建筑、电子电器及运输等领域。其中，热塑性聚氨酯弹性体作为一种具有弹性的多功能热塑性材料，一方面具有良好的物理性能、化学性能、耐磨性能以及高粘结性等优点，另一方面，可广泛应用于射出、押出、压延及溶解成溶液型树脂等加工方式，因此是塑胶加工业者经常使用的热塑性弹性体材料。

然而聚氨酯弹性体也存在自身的一些极其严重的问题。一方面，聚氨酯弹性体在燃烧过程中会释放大量的烟气以及有毒气体，对环境腐蚀性极大；另一方面，由于其易燃及燃烧后有严重的滴落现象，在燃烧过程中极容易溅落到其他易燃物上导致火灾蔓延，使聚氨酯弹性体的应用受到了很大限制。因此选用高效无卤的阻燃剂对聚氨酯弹性体进行阻燃处理，抑制或延缓其燃烧蔓延，防止熔融滴落导致的二次引燃行为，保证工其在业应用过程中的安全性，是当今社会发展的需求。

聚氨酯弹性体之中常用的无卤阻燃剂主要包括金属氢氧化物阻燃剂和氮磷复配型阻燃剂。其中添加金属氢氧化物达到所需的阻燃级别所需极高的添加量，这导致其力学性能严重下降，不适合聚氨酯弹性体的应用。磷氮类阻燃剂由于具有添加量相对较低、阻燃效率高、成炭性较好等特点，特别是膨胀型阻燃体系，被广泛用于聚氨酯弹性体材料的阻燃使用中。但是传统的氮磷复配型阻燃剂存在相容性差、阻燃效率较含卤阻燃剂低的缺点。为了减少阻燃剂的添加量，同时改善磷氮类阻燃剂烟气较大的问题，很多文献报道通过添加无机纳米材料作为协效剂，利用其催化效果来有效的降低烟气和毒性气体的释放。

纳米复合技术，即将纳米材料在基体中良好分散得到纳米复合材料，在阻燃领域也是一种新兴的发展技术。然而在基体中达到有效的分散是发挥无机纳米材料有效作用的前提。原位聚合法和溶剂法是制备纳米复合材料的常用方法，然而这种方法需要耗费大量的有机溶剂，对环境造成极大污染。另一方面，一般单独使用纳米阻燃剂进行纳米复合的聚合物很难通过燃烧级别测试，这在实际应用中存在极严重的滴落二次引燃的几率，限制了纳米材料在试剂阻燃聚氨酯弹性体中的应用。

发明内容

本发明针对现有阻燃热塑性聚氨酯弹性体存在的易燃、烟气大、易熔滴等不足，旨在提供一种无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料及其制备方法。本发明无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体材料具有优良的阻燃性能和优异的力学性能。

本发明无卤阻燃抗滴落热塑性聚氨酯弹性体材料，其原料按质量份数构成如下：

所述热塑性聚氨酯弹性体选自热塑性聚酯型聚氨酯弹性体或热塑性聚醚型聚氨酯弹性体中的一种。

所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(抗氧剂S4P)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种或几种。

所述润滑剂选自硅酮粉、硬脂酸锌、石蜡、或PE蜡中的一种或几种。

所述纳米材料包裹无卤阻燃剂，是以纳米材料为壳层、无卤阻燃剂为核芯的包裹型阻燃剂，纳米材料与无卤阻燃剂之间通过硅烷偶联剂的键接作用以化学键的方式结合。