CN108774395A - 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法 - Google Patents

一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108774395A
CN108774395A CN201810573427.9A CN201810573427A CN108774395A CN 108774395 A CN108774395 A CN 108774395A CN 201810573427 A CN201810573427 A CN 201810573427A CN 108774395 A CN108774395 A CN 108774395A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane elastomer
thermoplastic polyurethane
type thermoplastic
retardant
flame retarding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810573427.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108774395B (zh
Inventor
汪涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xingbang New Materials Shandong Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810573427.9A priority Critical patent/CN108774395B/zh
Publication of CN108774395A publication Critical patent/CN108774395A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108774395B publication Critical patent/CN108774395B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C08L75/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F120/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F120/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F120/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F120/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，涉及阻燃材料技术领域，包括如下步骤：(1)阻燃剂载体的制备，(2)阻燃成分的负载，(3)添加型阻燃剂的制备，(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备，(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备。本发明所制热塑性聚氨酯弹性体不仅在低添加量下能够具备优异的阻燃性能，而且加工成型性好，物理机械性能优异，解决了常规热塑性聚氨酯弹性体虽然阻燃性能好但阻燃剂添加量大、物理机械性能差的技术问题，可广泛应用于线缆护套、汽车部件等领域。

Description

一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法
技术领域：
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法。
背景技术：
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)具有独特的软硬段嵌段共聚物的结构，这种结构使得TPU具有强度高、弹性大、耐磨性好、耐油、低温柔软、高伸长率、耐腐蚀性好等优异性能。TPU同时兼具橡胶的高弹性和塑料的易加工性，易被广泛应用于鞋材、板材、冠词、薄膜、线缆、汽车部件等领域。
聚醚型TPU因具有良好的韧性、回弹性、耐低温性和耐水解性而广泛应用于电缆护套、汽车部件等领域，但聚醚型TPU的氧指数仅在18％左右，属于易燃材料。聚醚型TPU本身不具备阻燃性能，燃烧时火焰剧烈且伴有浓烈黑烟以及严重的滴流现象。为了使聚醚型TPU得到广泛应用，必须提高其阻燃性能。
目前，向聚醚型TPU中加入添加型阻燃剂以提高阻燃性能的方法具有操作简单、成本低的明显优势，但想要达到高效阻燃效果就必须增加阻燃剂的添加量，而大量阻燃剂的添加又会降低聚醚型TPU的物理机械性能。因此，开发新型阻燃型热塑性聚氨酯弹性体迫在眉睫。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种在低添加量下既能增强阻燃效果又能保证物理机械性能的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，包括如下步骤：
(1)阻燃剂载体的制备：将海泡石纤维分散于85-95％乙醇中，并加入二甲基丙烯酸锌、引发剂和链转移剂，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(2)阻燃成分的负载：将上述阻燃剂载体分散于65-75％乙醇中，再加入纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于70-80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；
(3)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8-12h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入聚氧化乙烯，充分混合均匀，再于温度110-120℃、压力3-4MPa下热压2-5min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将聚醚多元醇加热至90-110℃熔化，真空脱除水分，并将二异氰酸酯和扩链剂分别加热至40-55℃和35-50℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至175-190℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
所述海泡石纤维、二甲基丙烯酸锌、引发剂、链转移剂的质量比为30-50:5-15:0.05-1:0.05-1。
所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种。
所述链转移剂为十二硫醇。
所述阻燃剂载体、纳米二氧化钛、聚氧化乙烯的质量比为30-50:30-50:1-10。
所述聚氧化乙烯的分子量为50-100万。
所述聚醚多元醇为官能度2～4、数均分子量1000～5000的聚醚多元醇。
所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
所述扩链剂选自新戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种。
所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、扩链剂的质量比为40-60:20-30:2-5。
所述热塑性聚氨酯弹性体颗粒、添加型阻燃剂的质量比为90-100:1-10。
所述海泡石纤维在使用前经过预处理，其处理方法为：将海泡石纤维分散于水中，并加热至45-55℃保温搅拌0.5-1h，再加入水解聚马来酸酐，继续于45-55℃保温搅拌1-3h，过滤，滤渣水洗后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经粉碎机制成粗粉。
所述海泡石纤维、水解聚马来酸酐的质量比为30-50:1-10。
所述微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过预处理操作去除海泡石纤维中所含杂质，保留海泡石纤维的主要成分，以保证海泡石纤维作为阻燃成分载体的吸附性能；
(2)本发明利用二甲基丙烯酸锌对海泡石纤维进行改性处理，二甲基丙烯酸锌在引发剂和链转移剂作用下发生原位聚合生成聚二甲基丙烯酸锌，并且生成的聚二甲基丙烯酸锌即时融入海泡石纤维的三维结构中，从而增强海泡石纤维的负载性能和赋予海泡石纤维一定的阻燃性能；
(3)本发明以纳米二氧化钛作为阻燃成分，以改性海泡石纤维作为载体，通过负载形式在海泡石纤维上牢固附着纳米二氧化钛，利用纳米二氧化钛和改性海泡石纤维的阻燃性能来综合提高所制添加型阻燃剂的使用性能；
(4)本发明以聚氧化乙烯作为助分散剂，以提高所制添加型阻燃剂与不饱和聚氨酯树脂的共混相容性，从而使所制添加型阻燃剂发挥最佳的阻燃性能，降低添加型阻燃剂的添加量；
(5)本发明所制热塑性聚氨酯弹性体不仅在低添加量下能够具备优异的阻燃性能，而且加工成型性好，物理机械性能优异，解决了常规热塑性聚氨酯弹性体虽然阻燃性能好但阻燃剂添加量大、物理机械性能差的技术问题，可广泛应用于线缆护套、汽车部件等领域。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)阻燃剂载体的制备：将50g海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入12g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(2)阻燃成分的负载：将上述50g阻燃剂载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(3)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入3g聚氧化乙烯(分子量为50万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
实施例2
(1)阻燃剂载体的制备：将50g海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入15g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(2)阻燃成分的负载：将上述50g阻燃剂载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(3)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入4g聚氧化乙烯(分子量为50万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
实施例3
(1)海泡石纤维的预处理：将50g海泡石纤维分散于水中，并加热至55℃保温搅拌0.5h，再加入2.5g水解聚马来酸酐，继续于55℃保温搅拌2h，过滤，滤渣水洗后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经粉碎机制成粗粉；
(2)阻燃剂载体的制备：将50g经预处理后的海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入15g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(3)阻燃成分的负载：将上述50g阻燃剂载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(4)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入4g聚氧化乙烯(分子量为50万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(5)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(6)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
实施例4
(1)海泡石纤维的预处理：将50g海泡石纤维分散于水中，并加热至55℃保温搅拌0.5h，再加入4g水解聚马来酸酐，继续于55℃保温搅拌2h，过滤，滤渣水洗后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经粉碎机制成粗粉；
(2)阻燃剂载体的制备：将50g经预处理后的海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入15g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(3)阻燃成分的负载：将上述50g阻燃剂载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(4)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入4g聚氧化乙烯(分子量为50万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(5)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(6)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
对照例1
(1)阻燃剂载体的制备：将50g海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入15g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异丁腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(2)阻燃成分的负载：将上述50g阻燃剂载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(3)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
对照例2
(1)阻燃成分的负载：将50g海泡石纤维分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；
(2)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入4g聚氧化乙烯(分子量为50万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(3)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(4)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
对照例3
(1)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(2)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和5g添加型阻燃剂纳米二氧化钛混合均匀后注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
对照例4
(1)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将60g聚四氢呋哺二醇(分子量2000)加热至110℃熔化，真空脱除水分，并将25g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g扩链剂新戊二醇分别加热至45℃和40℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(2)热塑性聚氨酯弹性体的制备：将95g所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒注入开炼机中，加热至180℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得热塑性聚氨酯弹性体。
实施例5
以实施例2为基础，设置在添加型阻燃剂制备时不添加聚氧化乙烯的对照例1、直接以海泡石纤维作为阻燃剂载体的对照例2、以纳米二氧化钛作为添加型阻燃剂的对照例3、不添加阻燃剂的对照例4。
分别利用实施例1-4、对照例1-4制备热塑性聚氨酯弹性体，并对其使用性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1本发明实施例所制阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的使用性能
组别 拉伸强度MPa 断裂伸长率％ 撕裂强度KN/m 氧指数％
实施例1 27 612 73 38.7
实施例2 30 623 78 39.1
实施例3 36 638 84 41.5
实施例4 38 645 87 41.8
对照例1 23 590 66 38.0
对照例2 14 527 50 30.2
对照例3 18 554 58 31.7
对照例4 41 661 94 18.4
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)阻燃剂载体的制备：将海泡石纤维分散于85-95％乙醇中，并加入二甲基丙烯酸锌、引发剂和链转移剂，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得阻燃剂载体；
(2)阻燃成分的负载：将上述阻燃剂载体分散于65-75％乙醇中，再加入纳米二氧化钛，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于70-80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；
(3)添加型阻燃剂的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8-12h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入聚氧化乙烯，充分混合均匀，再于温度110-120℃、压力3-4MPa下热压2-5min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型阻燃剂；
(4)热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：将聚醚多元醇加热至90-110℃熔化，真空脱除水分，并将二异氰酸酯和扩链剂分别加热至40-55℃和35-50℃熔化，再将脱水后的聚醚多元醇与二异氰酸酯和扩链剂混合均匀，所得混合料注入双螺杆反应器中，经反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
(5)阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的制备：将所制热塑性聚氨酯弹性体颗粒和添加型阻燃剂混合均匀后注入开炼机中，加热至175-190℃保温塑炼，熔融均匀后压成薄片，即得阻燃型热塑性聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述海泡石纤维、二甲基丙烯酸锌、引发剂、链转移剂的质量比为30-50:5-15:0.05-1:0.05-1。
3.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种；链转移剂为十二硫醇。
4.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述阻燃剂载体、纳米二氧化钛、聚氧化乙烯的质量比为30-50:30-50:1-10。
5.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述聚氧化乙烯的分子量为50-100万。
6.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述聚醚多元醇为官能度2～4、数均分子量1000～5000的聚醚多元醇。
7.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
8.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述扩链剂选自新戊二醇、三羟甲基丙烷中的一种。
9.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述聚醚多元醇、二异氰酸酯、扩链剂的质量比为40-60:20-30:2-5。
10.根据权利要求1所述的阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法，其特征在于：所述热塑性聚氨酯弹性体颗粒、添加型阻燃剂的质量比为90-100:1-10。
CN201810573427.9A 2018-06-06 2018-06-06 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法 Active CN108774395B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810573427.9A CN108774395B (zh) 2018-06-06 2018-06-06 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810573427.9A CN108774395B (zh) 2018-06-06 2018-06-06 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108774395A true CN108774395A (zh) 2018-11-09
CN108774395B CN108774395B (zh) 2020-10-16

Family

ID=64024625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810573427.9A Active CN108774395B (zh) 2018-06-06 2018-06-06 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108774395B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101033266A (zh) * 2007-04-13 2007-09-12 华南理工大学 聚合物/有机蒙脱土纳米复合阻燃母料及其制备方法和应用
CN101255259A (zh) * 2007-09-11 2008-09-03 兰州理工大学 聚甲基丙烯酸甲酯基蒙脱土纳米复合材料的制备方法
US7605206B2 (en) * 2005-11-04 2009-10-20 Glen Burnie Technologies, Llc Method of compatibilizing non polymer solid fillers in polymeric materials and compositions therefrom
WO2011019536A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc Thermoplastic elastomer compositions comprising intumescent flame retardants and non-phosphorous-based flame retardant synergists
CN102002141A (zh) * 2010-11-19 2011-04-06 安徽大学 聚氨酯-纳米高岭土复合材料的制备方法
CN102796238A (zh) * 2012-09-03 2012-11-28 武汉科技大学 海泡石/聚氨酯纳米复合材料及其制备方法
CN103467819A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 晶锋集团股份有限公司 一种耐高温阻燃电缆料及其制备方法
CN103539141A (zh) * 2013-10-23 2014-01-29 江苏麒祥高新材料有限公司 一种甲基丙烯酸金属盐插层改性的高岭土及其制备方法
CN104231600A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 无为县华祥电缆材料有限公司 一种耐候耐磨性电缆护套材料
CN104356637A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 安徽渡江电缆集团有限公司 一种高耐磨改性聚氨酯电缆材料
CN104804623A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 黎司华 一种用于热塑性弹性体材料的涂料及其制备方法
CN105462233A (zh) * 2015-12-15 2016-04-06 中冠电缆有限公司 一种掺杂氟化石墨的改性热塑性聚氨酯弹性体电缆料及其制备方法
CN106543696A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 无锡市永兴金属软管有限公司 一种基于二氧化钛原位聚合改性的聚氨酯弹性体及其制备方法
CN107344093A (zh) * 2017-05-09 2017-11-14 湘潭海泡石科技有限公司 一种多通道结构强吸附性能的海泡石/TiO2复合材料及其制备方法
CN107541042A (zh) * 2017-08-26 2018-01-05 安徽胜利精密制造科技有限公司 一种笔记本电脑外壳注塑加工用阻燃添加剂

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7605206B2 (en) * 2005-11-04 2009-10-20 Glen Burnie Technologies, Llc Method of compatibilizing non polymer solid fillers in polymeric materials and compositions therefrom
CN101033266A (zh) * 2007-04-13 2007-09-12 华南理工大学 聚合物/有机蒙脱土纳米复合阻燃母料及其制备方法和应用
CN101255259A (zh) * 2007-09-11 2008-09-03 兰州理工大学 聚甲基丙烯酸甲酯基蒙脱土纳米复合材料的制备方法
WO2011019536A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-17 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc Thermoplastic elastomer compositions comprising intumescent flame retardants and non-phosphorous-based flame retardant synergists
CN102002141A (zh) * 2010-11-19 2011-04-06 安徽大学 聚氨酯-纳米高岭土复合材料的制备方法
CN102796238A (zh) * 2012-09-03 2012-11-28 武汉科技大学 海泡石/聚氨酯纳米复合材料及其制备方法
CN103467819A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 晶锋集团股份有限公司 一种耐高温阻燃电缆料及其制备方法
CN103539141A (zh) * 2013-10-23 2014-01-29 江苏麒祥高新材料有限公司 一种甲基丙烯酸金属盐插层改性的高岭土及其制备方法
CN104231600A (zh) * 2014-09-22 2014-12-24 无为县华祥电缆材料有限公司 一种耐候耐磨性电缆护套材料
CN104356637A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 安徽渡江电缆集团有限公司 一种高耐磨改性聚氨酯电缆材料
CN104804623A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 黎司华 一种用于热塑性弹性体材料的涂料及其制备方法
CN105462233A (zh) * 2015-12-15 2016-04-06 中冠电缆有限公司 一种掺杂氟化石墨的改性热塑性聚氨酯弹性体电缆料及其制备方法
CN106543696A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 无锡市永兴金属软管有限公司 一种基于二氧化钛原位聚合改性的聚氨酯弹性体及其制备方法
CN107344093A (zh) * 2017-05-09 2017-11-14 湘潭海泡石科技有限公司 一种多通道结构强吸附性能的海泡石/TiO2复合材料及其制备方法
CN107541042A (zh) * 2017-08-26 2018-01-05 安徽胜利精密制造科技有限公司 一种笔记本电脑外壳注塑加工用阻燃添加剂

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ERDENER KARADAG 等: "Swelling Characterization of Acrylamide/Zinc Acrylate/Xanthan Gum/Sepiolite Hybrid Hydrogels and Its Application in Sorption of Janus Green B from Aqueous Solutions", 《ADVANCES IN POLYMER TECHNOLOGY》 *
孙玉智: "有机凹凸棒土/聚氨酯弹性体纳米复合材料的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
张连松: "海泡石吸附纳米TiO2对OH基产生的影响", 《岩石矿物学杂志》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108774395B (zh) 2020-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104072991B (zh) 一种聚苯硫醚/尼龙合金材料及其制备方法
CN104844934A (zh) 矿塑复合材料及其使用方法
CN108117729A (zh) 一种竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法
CN107474374B (zh) 一种木质素/聚烯烃热塑性弹性体复合材料及其制备方法
CN102604346A (zh) 一种生物可降解聚乳酸-淀粉阻燃复合材料及其制备方法
CN101412826A (zh) 一种橡胶/改性淀粉复合材料及其制备方法
CN105602216A (zh) 一种碳纤维增强的耐热阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法
CN110172241A (zh) 聚酰胺和聚酮合金复合材料及其制备方法
Wang et al. High-added-value biomass-derived composites by chemically coupling post-consumer plastics with agricultural and forestry wastes
CN104629369A (zh) 一种环保复合电缆护套材料及其制备方法
CN104250392A (zh) 聚丙烯-碳酸钙填充母料及其制备方法
CN106566239A (zh) 一种含有机酸镧盐的碳纤维增强型pa66/pp电力金具材料及其制备方法
CN108774395A (zh) 一种阻燃型热塑性聚氨酯弹性体的加工方法
CN104910467A (zh) 一种改性黑沙橡胶材料
CN105061971A (zh) 酸酐和微晶纤维素协同改性聚甲基乙撑碳酸酯制备全降解复合材料的方法
CN106543716A (zh) 一种碳纤维增强型pa66/pp电力金具材料及其制备方法
CN103789864A (zh) 一种高强高模耐高温聚氨酯弹性纤维的制备方法
CN108774380A (zh) 一种树脂基复合材料用添加型阻燃剂的制备方法
CN107236264A (zh) 一种插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备方法
CN106977689B (zh) 一种水性聚氨酯的制备方法及应用
CN109880331A (zh) 一种石墨烯pla木塑复合材料的制备方法
CN107540978B (zh) 一种导电阻燃pvc组合物及其制备方法
CN109749428A (zh) 一种环保型塑胶新材料
CN109337318A (zh) 一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料及其制备方法
CN107892815A (zh) 一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200914

Address after: 265300 Cuiping Industrial Park, Qixia City, Yantai City, Shandong Province

Applicant after: Qixia Xingbang New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 019, new group of Wang Yang village, Ma Temple Town, Huaining County, Anqing, Anhui Province

Applicant before: Wang Tao

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 265300 Cuiping Industrial Park, Qixia City, Yantai City, Shandong Province

Patentee after: Xingbang New Materials (Shandong) Co.,Ltd.

Address before: 265300 Cuiping Industrial Park, Qixia City, Yantai City, Shandong Province

Patentee before: Qixia Xingbang New Material Technology Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A Processing Method of Flame Retardant Thermoplastic Polyurethane Elastomer

Effective date of registration: 20221212

Granted publication date: 20201016

Pledgee: Yantai Branch of China Merchants Bank Co.,Ltd.

Pledgor: Xingbang New Materials (Shandong) Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980026635

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right