CN108456418A - 一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：TPU 25‑85份、SEBS 3‑15份、阻燃剂5‑70份、防霉剂1‑5份、相容剂0.5‑5份、抗氧剂0.02‑0.1份。本发明的热塑性聚氨酯弹性体复合材料通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的热塑性聚氨酯弹性体复合材料阻燃效果优良，抗霉菌效果好，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。

Description

一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。
背景技术
目前，电缆被广泛应用于电力系统、信息传输和仪表系统等领域，但是，用传统的高分子材料PVC制成的电缆包覆材料在使用过程中容易发生起火燃烧，引起火灾，由于PVC中的氯含量高达60％，其在燃烧过程中会产生卤化氢和一氧化碳等有毒气体的烟雾。
聚氨酯弹性体是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团(NH-CO-O-)的一类弹性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物，其具有耐磨性好、硬度范围宽、强度高、伸长率高、负载支撑容量大、减震效果好、耐低温性能好和耐油耐候性能优异等诸多优点。根据加工方法的不同，聚氨酯弹性体一般可分为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、浇注型聚氨酯弹性体和混炼型聚氨酯弹性体。其中，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有弹性好、物性佳和机械强度好等特点，因此广泛应用于射出、押出、压延及溶解成溶液型树脂等加工方式，是塑胶加工业者经常使用的塑胶材料，其特点使其也可应用于电线电缆工业中。
但是，一般的热塑性聚氨酯弹性体不具有阻燃性，且现有的线缆如电缆、光缆等很多安装于室外环境中，而如果长时间在室外的潮湿环境中，则容易发霉和产生细菌，容易发霉、长毛，使得聚氨酯的使用寿命大打折扣。因此，有必要研发一种阻燃性好且抗霉菌效果好的热塑性聚氨酯弹性体复合材料。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，该热塑性聚氨酯弹性体复合材料阻燃效果优良，抗霉菌效果好，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。
本发明的另一目的在于提供一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
本发明的热塑性聚氨酯弹性体复合材料通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的热塑性聚氨酯弹性体复合材料阻燃效果优良，抗霉菌效果好，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。
优选的，所述TPU为硬度在70-90A的聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的至少一种。更为优选的，所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比1-2:1组成的混合物。本发明通过上述TPU，制得的热塑性聚氨酯弹性体具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好。
优选的，所述SEBS为苯乙烯单元含量在40％-60％、乙烯单元含量在20％-30％、丁烯单元含量在20％-30％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。本发明通过采用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，并控制其单元含量，具有较好的紫外线稳定性、抗氧性和热稳定性，添加到聚氨酯中可以提高聚氨酯的拉伸强度和柔韧性。
所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为0.5％-2％。本发明通过采用马来酸酐对SEBS进行改性处理，可以提高SEBS与树脂的相容性，且改性后的SEBS具有良好的耐低温，耐候，耐臭氧氧化，热稳定性好等优点，与其它树脂共混，能极大的提高工程塑料的冲击强度和耐低温性。
优选的，所述阻燃剂为无卤阻燃剂，其用量为10-70份；所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、改性聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种。
其中，所述改性聚磷酸铵为哌嗪改性聚磷酸铵、乙二胺改性聚磷酸铵、二乙烯三胺改性聚磷酸铵和羟乙基乙二胺改性聚磷酸铵中的至少一种。
所述三聚氰胺及其化合物为三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺次磷酸盐、三聚氰胺亚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐和2-羧乙基苯基次膦酸三聚氰胺盐中的至少一种。
所述金属氢氧化物为氢氧化铝和/氢氧化镁。
所述有机磷酸酯化合物为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯和磷酸(2-乙基己基)-二苯酯中的至少一种。
所述有机次磷酸酯化合物为次磷酸三甲酯、次磷酸三乙酯、次磷酸三丙酯和次磷酸三丁酯中的至少一种。
所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇和含磷多元醇中的至少一种。
更为优选的，所述无卤阻燃剂是由聚氰胺氰尿酸盐、磷酸三苯酯、氢氧化镁和蒙脱土以重量比1-2:0.8-1.2:1:0.4-0.8组成的混合物。
本发明通过采用上述无卤阻燃剂，可以提高材料的阻燃性，从而大大提高其使用安全性，此外，由于阻燃剂不含卤，因此具有环保无毒的特点。
优选的，所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比1-5:1组成的混合物，其用量为5-15份；所述含卤阻燃剂为2,6-二溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、聚五溴苯酚基丙烯酸酯、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯中的至少一种；所述协效阻燃剂为三氧化二锑、三氧化二铋、三氧化钼、三氧化二铁、氧化锡、氧化锌、硼酸锌和硫酸锌中的至少一种。更为优选的，所述含卤阻燃剂是由十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯以重量比1:1.5-2.5:2-4组成的混合物。
本发明通过采用上述含卤阻燃剂和协效阻燃剂复配使用，具有优良的阻燃性能，且价格低廉、稳定性好、添加量少、与合成树脂材料的相容性好，而且能保持材料原有的理化性能。本发明通过采用含卤阻燃剂和协效阻燃剂复配使用，可以大大减少无机阻燃剂的使用量，从而不会对复合材料的力学性能有太大的不良影响，也不会对复合材料的加工性能造成不良影响。
优选的，所述防霉剂为无机抗菌剂和/或有机抗菌剂,所述无机抗菌剂为银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂和锌离子抗菌剂中的至少一种；所述有机抗菌剂为香草醛或乙基香草醛类化合物、苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双胍类、酚类中的至少一种。具体的，所述有机抗菌剂可以为2,4,4’-三氯-2’-羟基-二苯基-醚、聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑、10,10’-氧代双吩恶砒、8-羟基喹啉铜、1-羟甲基-5,5-二甲基海因和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵中的至少一种。更为优选的，所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物。
本发明通过采用上述防霉剂，可以提高热塑性聚氨酯弹性体复合材料的防霉性能，延长了聚氨酯的使用寿命。
优选的，所述相容剂为聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中的至少一种。更为优选的，所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1-2:0.5-1.5：1组成的混合物。
本发明通过采用上述相容剂，可改善无机填料与有机树脂相容性，提高复合材料的抗张强度和撕裂强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度，防刮白。
优选的，所述抗氧剂为四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N,N’-双[[3-(3,5)-二叔丁基-4羟基苯基]丙酰基]己二胺、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二亚磷酸季戊四醇硬脂醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。更为优选的，所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.2-0.6:0.4-0.8组成的混合物。
本发明通过采用上述抗氧剂，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
优选的，还包括抑烟剂1-10份和抗水解剂0.02-0.1份；所述抑烟剂为钼化合物、铁化合物、金属氧化物、镁锌复合物和锌化合物中的至少一种。
其中，所述钼化合物为三氧化钼和/或八钼酸铵。所述铁化合物为二茂铁。所述金属氧化物为氧化镁、氧化锌、氧化镍、氧化锆、三氧化锑和五氧化二锑中的至少一种。所述镁锌复合物为氧化镁和氧化锌复合物。所述锌化合物为硼酸锌、铝酸锌和锡酸锌中的至少一种。
更为优选的，所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物。
本发明通过采用上述抑烟剂，其抑烟效果好，可以降低热塑性聚氨酯在燃烧时产生的有毒气体和烟雾。
所述抗水解剂为碳化二亚胺、双碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。更为优选的，所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比0.8-1.2:1组成的混合物。
本发明通过采用上述抗水解剂，可以延缓或抑制材料水解过程的进行，从而阻止材料的被水解并延长其使用寿命。
优选的，还包括抗紫外线剂0.2-1.0份和润滑剂0.5-1.5份。
所述抗紫外线剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB、光稳定剂AM-101、光稳定剂744、光稳定剂HPT和2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪中的至少一种。更为优选的，所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比0.8-1.2:0.5-1.5:1组成的混合物。
本发明通过采用上述抗紫外线剂，能强烈吸收紫外线，且复配使用时具有优良的协同效应。
所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、天然石蜡、微晶石蜡、氯化石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸、硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、乙撑双硬脂酰胺、油酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、N,N-亚乙基双硬脂酸胺和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺中的至少一种。更为优选的，所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比2-4:0.5-1.5:1组成的混合物。
本发明通过采用上述润滑剂，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性，提高材料的加工性能。
一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为170-210℃，螺杆转速为200-600r/min。
本发明通过选择合理的配方和合适的螺杆温度及转速，并通过混合、挤出和造粒等工序制得具有良好阻燃性能和抗霉菌效果的热塑性聚氨酯弹性体复合材料，工艺简单，成本低廉。
本发明的有益效果在于：本发明的热塑性聚氨酯弹性体复合材料阻燃效果优良，抗霉菌效果好，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。
本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
所述TPU为硬度在70A的聚醚型聚氨酯。
所述SEBS为苯乙烯单元含量在40％、乙烯单元含量在30％、丁烯单元含量在30％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为0.5％。
所述阻燃剂为无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、改性聚磷酸铵或次磷酸铝。
所述防霉剂为银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂或锌离子抗菌剂。
所述相容剂为聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯。
所述抗氧剂为四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。
还包括抑烟剂1份和抗水解剂0.02份；所述抑烟剂为钼化合物；所述抗水解剂为碳化二亚胺。
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为170℃，螺杆转速为200r/min。
实施例2
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
所述TPU为硬度在75A的聚酯型聚氨酯。
所述SEBS为苯乙烯单元含量在45％、乙烯单元含量在27.5％、丁烯单元含量在27.5％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为0.8％。
所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比1:1组成的混合物；所述含卤阻燃剂为2,6-二溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷或聚五溴苯酚基丙烯酸酯；所述协效阻燃剂为三氧化二锑、三氧化二铋、三氧化钼或三氧化二铁。
所述防霉剂为2,4,4’-三氯-2’-羟基-二苯基-醚或聚己亚甲基双胍盐酸盐。
所述相容剂为二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。
所述抗氧剂为N,N’-双[[3-(3,5)-二叔丁基-4羟基苯基]丙酰基]己二胺。
还包括抑烟剂3份和抗水解剂0.04份；所述抑烟剂为铁化合物；所述抗水解剂为双碳化二亚胺。
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为180℃，螺杆转速为300r/min。
实施例3
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
所述TPU为硬度在80A的聚碳酸酯型聚氨酯。
所述SEBS为苯乙烯单元含量在50％、乙烯单元含量在25％、丁烯单元含量在25％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为1.2％。
所述阻燃剂为无卤阻燃剂；所述无卤阻燃剂为三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土或金属氢氧化物。
所述防霉剂为2-噻唑-4-基苯并咪唑或10,10’-氧代双吩恶砒。
所述相容剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷。
所述抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
还包括抑烟剂5份和抗水解剂0.06份；所述抑烟剂为金属氧化物；所述抗水解剂为聚碳化二亚胺。
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为190℃，螺杆转速为400r/min。
实施例4
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
所述TPU为硬度在85A的聚醚型聚氨酯。
所述SEBS为苯乙烯单元含量在55％、乙烯单元含量在22.5％、丁烯单元含量在22.5％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为1.6％。
所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比5:1组成的混合物；所述含卤阻燃剂为溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂或溴化聚苯乙烯；所述协效阻燃剂为氧化锡、氧化锌、硼酸锌或硫酸锌。
所述防霉剂为8-羟基喹啉铜或1-羟甲基-5,5-二甲基海因。
所述相容剂为γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇硬脂醇酯。
还包括抑烟剂8份和抗水解剂0.08份；所述抑烟剂为镁锌复合物；所述抗水解剂为碳化二亚胺。
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为200℃，螺杆转速为500r/min。
实施例5
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料，包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
所述TPU为硬度在90A的聚酯型聚氨酯。
所述SEBS为苯乙烯单元含量在60％、乙烯单元含量在20％、丁烯单元含量在20％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为2％。
所述阻燃剂为无卤阻燃剂；所述无卤阻燃剂为有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物或多元醇。
所述防霉剂为二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵。
所述相容剂为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷。
所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
还包括抑烟剂10份和抗水解剂0.1份；所述抑烟剂为锌化合物；所述抗水解剂为双碳化二亚胺。
一种阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为210℃，螺杆转速为600r/min。
实施例6
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比1:1组成的混合物。
所述无卤阻燃剂是由聚氰胺氰尿酸盐、磷酸三苯酯、氢氧化镁和蒙脱土以重量比1:0.8:1:0.4组成的混合物。
所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比0.5:1.5:1组成的混合物。
所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1:0.5：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.2:0.4组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比0.5:1.5:1组成的混合物。
所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比0.8:1组成的混合物。
还包括抗紫外线剂0.2份和润滑剂0.5份。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比0.8:0.5:1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比2:0.5:1组成的混合物。
实施例7
本实施例与上述实施例2的不同之处在于：
所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比1.2:1组成的混合物。
所述含卤阻燃剂是由十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯以重量比1:1.5:2组成的混合物。
所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比0.8:1.8:1组成的混合物。
所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1.5:0.8：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.3:0.5组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比0.8:1.8:1组成的混合物。
所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比0.9:1组成的混合物。
还包括抗紫外线剂0.4份和润滑剂0.8份。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比0.9:0.8:1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比2.5:0.8:1组成的混合物。
实施例8
本实施例与上述实施例3的不同之处在于：
所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比1.5:1组成的混合物。
所述无卤阻燃剂是由聚氰胺氰尿酸盐、磷酸三苯酯、氢氧化镁和蒙脱土以重量比1.5:1:1:0.6组成的混合物。
所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比1:2:1组成的混合物。
所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1.5:1：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.4:0.6组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比1:2:1组成的混合物。
所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比1:1组成的混合物。
还包括抗紫外线剂0.6份和润滑剂1份。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比1:1:1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比3:1:1组成的混合物。
实施例9
本实施例与上述实施例4的不同之处在于：
所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比1.8:1组成的混合物。
所述含卤阻燃剂是由十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯以重量比1:2.5:4组成的混合物。
所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比1.2:2.2:1组成的混合物。
所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比1.8:1.2：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.5:0.7组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比1.2:2.2:1组成的混合物。
所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比1.1:1组成的混合物。
还包括抗紫外线剂0.8份和润滑剂1.2份。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比1.1:1.2:1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比3.5:1.2:1组成的混合物。
实施例10
本实施例与上述实施例5的不同之处在于：
所述TPU是由聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯以重量比2:1组成的混合物。
所述无卤阻燃剂是由聚氰胺氰尿酸盐、磷酸三苯酯、氢氧化镁和蒙脱土以重量比2:1.2:1:0.8组成的混合物。
所述防霉剂是由聚己亚甲基双胍盐酸盐、2-噻唑-4-基苯并咪唑和二乙基-2,3-环氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化铵以重量比1.5:2.5:1组成的混合物。
所述相容剂是由聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷以重量比2:1.5：1组成的混合物。
所述抗氧剂是由四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯以重量比1:0.6:0.8组成的混合物。
所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和硼酸锌以重量比1.5:2.5:1组成的混合物。所述抗水解剂是由碳化二亚胺和双碳化二亚胺以重量比1.2:1组成的混合物。
还包括抗紫外线剂1.0份和润滑剂1.5份。
所述紫外线吸收剂是由紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂RMB和光稳定剂744以重量比1.2:1.5:1组成的混合物。
所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比4:1.5:1组成的混合物。
将实施例1-10制得的阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料进行测试，阻燃性按照UL1581的VW-1国际线缆燃烧标准和IEC 60332.1.2欧盟电缆单根燃烧测试标准测试,测试结果如下表所示：
测试项目 拉伸强度(Mpa) 断裂伸长率(％) 抗菌等级 阻燃测试 烟密度测试
实施例1 24.5 640 0 通过 透光率71％
实施例2 26 660 0 通过 透光率72％
实施例3 26.8 700 0 通过 透光率73％
实施例4 26.3 690 0 通过 透光率72％
实施例5 25.5 680 0 通过 透光率71％
实施例6 25.5 670 0 通过 透光率72％
实施例7 26.4 690 0 通过 透光率74％
实施例8 27.7 710 0 通过 透光率76％
实施例9 26.9 700 0 通过 透光率75％
实施例10 26.1 680 0 通过 透光率73％
从上表可以看出，本发明制得的阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料的阻燃性能满足UL1581的VW-1国际线缆燃烧标准和IEC 60332.1.2欧盟电缆单根燃烧测试标准，燃烧后透光率可以达到70％以上，烟密度满足国际IEC61034电缆燃烧烟密度测试标准，阻燃效果优良；抗霉菌等级达到0级，抗霉菌效果好，强度高，柔韧性好，断裂伸长率高，力学性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
其中，所述SEBS为马来酸酐接枝改性SBES。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述TPU为硬度在70-90A的聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和聚碳酸酯型聚氨酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述SEBS为苯乙烯单元含量在40％-60％、乙烯单元含量在20％-30％、丁烯单元含量在20％-30％的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述马来酸酐接枝改性SBES的接枝率为0.5％-2％。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为无卤阻燃剂，其用量为10-70份；所述无卤阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、改性聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺及其化合物、硼酸锌、蒙脱土、粘土、金属氢氧化物、有机磷酸酯化合物、有机次磷酸酯化合物和多元醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述阻燃剂是由含卤阻燃剂和协效阻燃剂以重量比1-5:1组成的混合物，其用量为5-15份；所述含卤阻燃剂为2,6-二溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚、十溴二苯乙烷、聚五溴苯酚基丙烯酸酯、溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯中的至少一种；所述协效阻燃剂为三氧化二锑、三氧化二铋、三氧化钼、三氧化二铁、氧化锡、氧化锌、硼酸锌和硫酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述防霉剂为无机抗菌剂和/或有机抗菌剂,所述无机抗菌剂为银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂和锌离子抗菌剂中的至少一种；所述有机抗菌剂为香草醛或乙基香草醛类化合物、苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双胍类、酚类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚氨酯预聚物改性马来酸酐接枝聚乙烯、二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[亚甲基-3,5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、N,N’-双[[3-(3,5)-二叔丁基-4羟基苯基]丙酰基]己二胺、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二亚磷酸季戊四醇硬脂醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于：还包括抑烟剂1-10份和抗水解剂0.02-0.1份；所述抑烟剂为钼化合物、铁化合物、金属氧化物、镁锌复合物和锌化合物中的至少一种；所述抗水解剂为碳化二亚胺、双碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种阻燃抗霉菌热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按重量配比称取上述原料混合，放入高速共混机中混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述阻燃抗霉菌聚氨酯弹性体复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的螺杆温度为170-210℃，螺杆转速为200-600r/min。
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