一種無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈 性體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性聚氨醋彈性體（TPU，Thermoplasticpolyurethane)主要有聚醋型和聚醚 型之分。聚醚型TPU具有高強度、耐水解、高回彈性和低溫性能好等優(yōu)點，廣泛用于生產(chǎn)電 線電纜護套、運動登山鞋材、防火隔熱隔音材料以及多功能薄膜等。聚醚型TPU的不足之處 在于其屬于易燃材料，氧指數(shù)僅18%左右，且燃燒時有濃煙并伴有大量有害氣體釋出和嚴 重熔滴，因此需要對其進行阻燃改性以滿足應(yīng)用要求。
[0003]目前商品化的阻燃聚醚型TPU主要是采用溴系阻燃劑和金屬氫氧化物阻燃劑來 進行阻燃，但溴系阻燃劑因含鹵素而存在環(huán)保問題；金屬氫氧化物阻燃劑添加量大，對TPU 制品的表面和力學(xué)性能影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種環(huán)保、阻燃性能和力學(xué)性能好的無 鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供上述無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法。
[0006] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是： 一種無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體，按重量計，其原料組分包括： 聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂 100份 磷氮阻燃體系 30~50份 阻燃增效劑 1~5份 抗氧劑 0. 5~2份 表面改性劑 0. 5~2份 偶聯(lián)劑 0. 5~2份 潤滑劑 0. 5~4份 其中，所述磷氮阻燃體系由阻燃劑和成炭劑按重量比1~4 :1的比例混合而成，所述阻 燃劑為苯氧基環(huán)磷腈、三聚氰胺磷酸類化合物、三聚氰胺氰尿酸鹽和次磷(膦）酸鹽中的一 種或幾種的組合。
[0007] 優(yōu)選地，所述的三聚氰胺磷酸類化合物為三聚氰胺磷酸鹽（MP)、三聚氰胺聚磷酸 鹽（MPP)和三聚氰胺焦磷酸鹽（MP0P)中的一種或幾種的組合。
[0008] 優(yōu)選地，所述的次磷(膦）酸鹽為次磷酸鹽、二乙基次膦酸鹽(如二乙基次磷酸鋁， ADP)、苯基次膦酸鹽(如苯基次磷酸鋁，AIPP)、甲基環(huán)己基次膦酸鹽、羥烷基苯基次膦酸鹽 和磷雜環(huán)戊烯次膦酸鹽中的一種或幾種的組合。
[0009] 優(yōu)選地，所述成炭劑為季戊四醇籠狀磷酸酯（PEPA)、季戊四醇（PER)、雙季戊四醇 (DPER)、三嗪成炭劑和焦磷酸哌嗪中的一種或幾種的組合。
[0010] 優(yōu)選地，所述阻燃增效劑是間苯二酚(二苯基磷酸酯）（即RDP)、雙酚A雙(二苯基 磷酸酯）（即BDP)、磷酸甲苯二苯酯（即⑶P)、氧化鎂、水滑石和鈦酸鋁中的一種或幾種的組 合。
[0011] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010和抗氧劑B215中的一種或幾種的 組合， 優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的 組合。
[0012] 優(yōu)選地，所述表面改性劑為多聚硅氧烷，如可以選擇道康寧11-100或道康寧 Z-6173〇
[0013] 優(yōu)選地，所述潤滑劑為硅酮粉、硅酮母粒、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、馬來酸 酐接枝聚乙烯蠟、季戊四醇硬脂酸酯和乙撐雙硬脂酰胺（即EBS)中的一種或幾種的組合。
[0014] 上述的無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體的制備方法，包括如下步驟： (1) 將聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體樹脂和阻燃增效劑在高混機中混合均勻，期間通過 高混機內(nèi)筒上設(shè)置的噴淋裝置噴入表面改性劑，使物料在高速混合的同時進行表面改性； (2) 將磷氮阻燃體系、抗氧劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑加入高混機中混合均勻； (3 )從主加料口將步驟（1)所得的物料加入雙螺桿擠出機中，而步驟（2 )所得的物料從 雙螺桿擠出機的側(cè)喂料口加入，控制加工溫度在160 °C~190 °C之間，進行熔融共混、擠出 造粒，得到所述無鹵阻燃聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體。
[0015] 由于以上技術(shù)方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點： 本發(fā)明通過選擇特定的磷氮阻燃體系對聚醚型TPU進行阻燃改性，得到的阻燃聚醚型TPU材料不含鹵素，環(huán)保安全，極限氧指數(shù)LOI值可達37%，具有優(yōu)良的阻燃性能。本發(fā)明方 法首先用表面改性劑和阻燃增效劑對TPU粒子表面進行改性處理，然后通過側(cè)喂料的方式 將阻燃劑、偶聯(lián)劑等其他粉劑加入到雙螺桿擠出機中，與改性過的TPU粒子再進行熔融共 混擠出，使所得的阻燃聚醚型TPU彈性體能夠更好的保持其機械性能，同時又能獲得優(yōu)異 的阻燃性能。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。
[0017] 本發(fā)明無鹵阻燃聚醚型TPU彈性體按如下的加工方法制備而成： (1) 將TPU粒子和阻燃增效劑(一般為液體或者粉末）在高混機中以1000r/min的轉(zhuǎn)速 高速混合5~lOmin，期間通過高混機內(nèi)筒上設(shè)置的噴淋裝置噴入表面改性劑，使物料在高 速混合的同時進行表面改性； (2) 將磷氮阻燃體系、抗氧劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑加入高混機中，以1400r/min的轉(zhuǎn)速高 速混合10~15min; (3 )從主加料口將步驟（1)所得的物料加入雙螺桿擠出機中，而步驟（2 )所得的物料從 雙螺桿擠出機的側(cè)喂料口加入，控制加工溫度在160 °C~190 °C之間，進行熔融共混擠出， 并通過水下切粒的方式造粒，得到本發(fā)明的無鹵阻燃聚醚型TPU彈性體材料。
[0018] 實施例1 本實施例制備無鹵阻燃聚醚型TPU彈性體的原料配方如下：TPU粒子 100份 三聚氰胺聚磷酸鹽（MPP) 20份 甲基環(huán)己基次膦酸鹽 10份 焦磷酸哌嗪 10份 氧化鎂 2份 道康寧11-100 0.5份 抗氧劑168 0. 5份 抗氧劑1010 1份 硅烷偶聯(lián)劑 1份 硅酮粉 〇. 5份 實施例2 本實施例制備無鹵阻燃聚醚型TPU彈性體的原料配方如下：TPU粒子 100份 二乙基次膦酸鋁（ADP) 20份 三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA) 10份 季戊四醇 10份 三嗪成炭劑 5份 水滑石 1份 間苯二酚(二苯基磷酸酯）（RDP) 1份 道康寧11-100 0.5份 抗氧劑B215 1.5份 硅烷偶聯(lián)劑 0. 5份 硅酮粉 〇. 5份 實施例3 本實施例制備無鹵阻燃聚醚型TPU彈性體的原料配方如下：TPU粒子 100份 苯基次磷酸鋁（AIPP) 20份 三聚氰胺氰尿酸鹽