[发明专利]一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，属于热塑性聚氨酯弹性体复合材料技术领域，由以下重量分数的组分组成：热塑性聚氨酯弹性体60%‑90%、复合型无卤阻燃剂10%‑35%、熔体熔融粘度调节剂1‑20%、阻燃协效剂0.2%‑5%、热稳定剂0.2%‑2%、抗水解剂0.1%‑2.0%。本发明增加熔融粘度的同时，提高了含聚磷酸铵类阻燃复合材料的耐水性，加强了阻燃剂体系与聚氨酯弹性体的相容性；减少了对聚氨酯弹性体高分子材料的熔融剪切，减少降解，减少了燃烧滴落；降低材料燃烧热释放的热释放总量，还能降低燃烧行程的烟密度，显著提高阻燃效率；通过此方法合成的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料具有燃烧抗滴落性强，阻燃效率高，机械强度高，耐水解性能优异等特点。

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯弹性体复合材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料是用途非常广泛的一种高性能合成材料，广泛应用于医疗器械、航空航天、汽车火车、电子穿戴、运动用品等各个领域。在我国的日用、轻工、纺织等国民经济各领域都有大量使用。在化工合成材料领域中占有相当地位。但是聚氨酯弹性体的易燃特性，燃烧时容易产生烟雾和有毒气体，容易造成人员伤亡和财物损失，已成为阻碍产品应用和行业发展的重要问题。

阻燃制品是由阻燃材料制成的产品及多种产品的组合，包括阻燃建筑制品、阻燃织物、阻燃塑料/橡胶、阻燃泡沫塑料、阻燃家具及组件和阻燃电线电缆等。公共场所使用的建筑制品、铺地材料、电线电缆、插座、开关、灯具、家电外壳等塑料制品以及座椅、沙发、床垫中使用的保温隔热层及泡沫塑料的燃烧性能，都要符合相应的阻燃标准等级要求。因此，无卤阻燃聚氨酯弹性体的研究，对聚氨酯材料行业的应用和发展，具有重大意义。

阻燃剂的作用机理比较复杂，目前的研究尚未十分清楚。一般认为，卤素化合物遇火受热发生分解反应，分解出的卤素离子与高分子化合物反应产生卤化氢。后者与高分子化合物燃烧过程中大量增殖的活泼羟基游离基反应，使其浓度降低，燃烧速度减慢，直到火焰熄灭。

阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

目前国内对聚氨酯弹性体的阻燃研究较少，尤其是聚醚型聚氨酯材料的，主要集中在阻燃剂的选择的限制上。而常用的阻燃剂包括如无机的三氧化二锑、磷酸三酯、水合氧化铝，卤素阻燃溴有四溴联苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209种同系物多溴联苯醚，复配的膨胀型阻燃剂聚磷酸铵、三聚氰铵等。这些方法都能够提高聚氨酯弹性体的燃烧难度特性，提高阻燃性能，降低聚氨酯弹性体燃烧可能和燃烧速度。但同时也存在着一些严重的缺陷，例如：阻燃剂与弹性体主体材料之间相容性差，造成聚氨酯弹性体拉伸强度大幅度下降，磨耗指数大幅度增加，撕裂强度下降过大，阻燃耐候性、耐水解性能差。燃烧形成的有毒气体多，产生大量的烟雾和腐蚀性物质。阻燃效率不高，材料在燃烧过程中容易滴落。这些问题很大程度上限制了聚氨酯弹性体的使用范围，尤其是在电线电缆领域的应用。

模块化混合技术是解决无卤阻燃聚氨酯弹性体复合材料强度的有效方法。由于聚氨酯弹性体高分子材料对剪切敏感，容易因高剪切造成降解，通过分步模块混合，可以让对剪切相对不敏感的阻燃剂、协效剂、耐水解剂等充分混合，在通过熔融混合的方式，有利于阻燃性能的成分体现和在材料载体中的均匀分布。且通过熔体粘度调节剂的增效，让混合后的复合材料在高温燃烧时，减少熔融滴落的可能性。聚碳酸酯型、含有碳酸酯熔体粘度调节剂在增加熔融粘度的同时，也改善了含聚磷酸铵类阻燃复合材料耐水性差的缺点，加强了阻燃剂体系与聚氨酯弹性体的相容性。另外，氢氧化镁添加，能降低材料燃烧热释放的热释放总量，还能降低燃烧行程的烟密度，显著提高阻燃效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：