CN108659510A - 阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，包括以下重量份的原料，热塑性聚氨酯弹性体：70‑75份；失水山梨醇脂肪酸酯：9‑14份；2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇双异丁酸酯：6‑8份；碳纳米纤维：4‑6份；焦磷酸密胺盐：6.5‑8.7份；1‑乙基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐：0.5‑0.75份；抗氧化剂：1‑2份；紫外线吸收剂：0.5‑1份；本发明的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体同时具备良好的阻燃性能和耐磨性能，应用更加广泛；本发明的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体制备方法简单，条件温和，使用于工业生产。

Description

阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚，B为含2-12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是二异氰酸酯；热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性；在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起，恢复原有固体的性能；典型的TPU如氨纶等。
中国专利CN 201510991875.7公开了一种阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，阻燃热塑性聚氨酯弹性体的组分和质量份数为，热塑性聚氨酯弹性体70-90，膨胀型阻燃剂
9.7-29.875，离子液体0.025-3.75；采用复合膨胀型阻燃剂制备了膨胀阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料，其垂直燃烧试验级别提高到V-0级，在其样品表面形成致密膨胀炭层，具有很好的阻燃效果；但该方法制备的阻燃热塑性聚氨酯弹性体耐磨性较差。
发明内容
本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，包括以下重量份的原料，
热塑性聚氨酯弹性体：70-75份；
失水山梨醇脂肪酸酯：9-14份；
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯：6-8份；
碳纳米纤维：4-6份；
焦磷酸密胺盐：6.5-8.7份；
1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐：0.5-0.75份。
优选地，所述阻燃型热塑性聚氨酯弹性体还包括，
抗氧化剂：1-2份；
紫外线吸收剂：0.5-1份。
优选地，所述抗氧化剂为三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]或四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯。
优选地，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯或2，4-二羟基二苯甲酮。
优选地，所述碳纳米纤维的直径为30-50nm。
上述阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体、失水山梨醇脂肪酸酯、碳纳米纤维、抗氧化剂、紫外线吸收剂、焦磷酸密胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐按比例混合，加入密炼机，加热至110-120℃，熔融共混30-40分钟后，加入所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯，混合均匀，加热至175-185℃，熔融共混20-30分钟后，制成阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
优选地，所述密炼机的转速为40rpm。
相对于现有技术，本发明的优点如下，
本发明的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体同时具备良好的阻燃性能和耐磨性能，应用更加广泛；本发明的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体制备方法简单，条件温和，使用于工业生产。
具体实施方式
实施例1：
一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，包括以下重量份的原料，
热塑性聚氨酯弹性体：70份；
失水山梨醇脂肪酸酯：9份；
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯：6份；
直径为30-50nm的碳纳米纤维：4份；
焦磷酸密胺盐：6.5份；
1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐：0.5份。
三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]：1份；
水杨酸苯酯：0.5份。
上述阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体、失水山梨醇脂肪酸酯、碳纳米纤维、抗氧化剂、紫外线吸收剂、焦磷酸密胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐按比例混合，加入密炼机，加热至110-120℃，转速为40rpm，熔融共混30-40分钟后，加入所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯，混合均匀，加热至175-185℃，熔融共混20-30分钟后，制成阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。将其压制成型，裁切成130×6.5×3mm3、130×13×3mm3和100×100×3mm3的标准尺寸进行检测，其极限氧指数达33.2，垂直燃烧级别可达UL94V-0；采用旋转辊筒磨耗法进行耐磨性的测试(按照GB/T 9867-2008标准)，磨耗量为21mg。
实施例2：
一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，包括以下重量份的原料，
热塑性聚氨酯弹性体：75份；
失水山梨醇脂肪酸酯：14份；
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯：8份；
直径为30-50nm的碳纳米纤维：6份；
焦磷酸密胺盐：8.7份；
1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐：0.75份。
四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯：2份；
2，4-二羟基二苯甲酮：1份。
上述阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体、失水山梨醇脂肪酸酯、碳纳米纤维、抗氧化剂、紫外线吸收剂、焦磷酸密胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐按比例混合，加入密炼机，加热至110-120℃，转速为40rpm，熔融共混30-40分钟后，加入所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯，混合均匀，加热至175-185℃，熔融共混20-30分钟后，制成阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。将其压制成型，裁切成130×6.5×3mm3、130×13×3mm3和100×100×3mm3的标准尺寸进行检测，其极限氧指数达32.6，垂直燃烧级别可达UL94V-0；采用旋转辊筒磨耗法进行耐磨性的测试(按照GB/T 9867-2008标准)，磨耗量为22mg。
对比例3：
一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，同实施例1，区别在于，原料组成中不含失水山梨醇脂肪酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯、碳纳米纤维，制成的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体在相同条件下测试阻燃性能和耐磨性能：其极限氧指数达32.4，垂直燃烧级别可达UL94V-0；采用旋转辊筒磨耗法进行耐磨性的测试(按照GB/T 9867-2008标准)，磨耗量为63mg。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，包括以下重量份的原料，
热塑性聚氨酯弹性体：70-75份；
失水山梨醇脂肪酸酯：9-14份；
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯：6-8份；
碳纳米纤维：4-6份；
焦磷酸密胺盐：6.5-8.7份；
1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐：0.5-0.75份。
2.如权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述阻燃型热塑性聚氨酯弹性体还包括，
抗氧化剂：1-2份；
紫外线吸收剂：0.5-1份。
3.如权利要求2所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧化剂为三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]或四亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯。
4.如权利要求2所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯或2，4-二羟基二苯甲酮。
5.如权利要求1或2所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述碳纳米纤维的直径为30-50nm。
6.如权利要求2-4任一项所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将热塑性聚氨酯弹性体、失水山梨醇脂肪酸酯、碳纳米纤维、抗氧化剂、紫外线吸收剂、焦磷酸密胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐按比例混合，加入密炼机，加热至110-120℃，熔融共混30-40分钟后，加入所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯，混合均匀，加热至175-185℃，熔融共混20-30分钟后，制成阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
7.如权利要求6所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述密炼机的转速为40rpm。
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