一种本体无卤阻燃tpu改性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种本体无面阻燃TPU改性材料及其制备方法，属于阻燃技术领域。
【背景技术】 阳00引热塑性TPU弹性体，硬度范围在65A-85D，颜色有本色，透明，高透明立种，在性能 方面不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强初和耐老化的特性，而且是一种成熟的环保材料， 是PVC材料最好的环保替代品。目前，随着各领域对环保要求的逐渐提高，由于PVC本身含 有较高的氯元素导致其相应的制品应用受到限制，尤其是高端客户如高端汽车内饰、高端 壁材等方面均提出了无面环保的要求，PVC材质已经被限制在该"口槛"之外，而凡是使用 PVC的地方，TPU均能成为PVC之替代品，相比较而言TPU所拥有的优点，PVC则望尘莫及。 但随着国内外对无面环保阻燃要求的逐步提高，单纯的TPU制品阻燃效果较差且烙点较低 导致在燃烧的过程中特别容易滴落无法满足化94V0级的要求，各种针对TPU的无面阻燃剂 的开发成为了近年来阻燃行业内的热点之一，但根据近几年市场的发展情况来看，出现了 材料的制备厂家与阻燃剂的生产厂家发生了脱节的情况，所有的阻燃剂基本上全部为添加 型阻燃剂，也就是在TPU自身材料合成后再添加阻燃剂进行改性，运种方法在一定程度上 虽然解决了V0级的阻燃要求，但在很大程度上降低了材料的强初性、耐张力W及耐老化等 优异性能，个别性能数据在添加阻燃剂后降低幅度达到40% W上，很多改性厂家只能在阻 燃与其他性能方面进行选择。
【发明内容】
[0003] 针对目前在TPU改性方面所存在的情况，该发明旨在选择一种新型的无面阻燃 剂、采用一种新型的方法在TPU合成过程中进行阻燃改性直接制得本体无面阻燃的材料， 在满足阻燃性能的前提下得到较佳的其他方面性能，能够满足高端无面阻燃制品的要求 (要求阻燃及高性能）。
[0004] 本发明的目的之一是提供一种本体无面阻燃TPU改性材料，该材料由W下组分及 重量份制成： 阳0化] 聚醋多元醇 100份 异氯酸酷 50~75份 无商阻燃剂 10~20份 扩链剂 15~20份 ;狡少量环境介质憐酸总巧为3-5jppm
[0006] 本发明的另一个目的是提供一种本体无面阻燃TPU改性材料，该方法适用于制备 要求较高的无面阻燃TPU材料，其制备方法步骤如下：
[0007] 1)分别将聚醋多元醇在70°C~85°C、异氯酸醋在55°C~70°C进行烙融；
[0008] 2)将反应蓋体升溫至70°C-90°C，案板加热至140°C~170°C;
[0009] 3)将聚醋多元醇投入蓋内，投入扩链剂及极少量的环境介质憐酸，使体系憐酸的 量在3-5ppm范围内；
[0010] 4)加入无面环保阻燃剂进行揽拌混合，通入氮气进行保护，揽拌30min~ lOOmin； W11]W加入异氯酸醋，进行乳化聚合反应60~80s，物料颜色状态由透明完全变白后 将料转入案板熟化； 阳01引6)待料块冷却可W粉碎后挤出造粒得到所述的本体无面阻燃TPU改性材料。
[0013] 本发明的优选技术方案是：将聚下二醇己二酸醋在75°C的溫度下、二苯基甲烧二 异氯酸醋在65°C的溫度下分别进行烙融，然后将反应蓋体加热至80°C、案板加热至160°C， 然后将100份的聚下二醇己二酸醋投入蓋内，按照计算比例投入17. 5份的1，4-下二醇扩 链剂及极少量的环境介质憐酸使体系憐酸的量在3-5ppm范围内，然后按照理论合成TPU原 料的量加入20份的市售中粒径小于8μπι的HT-219TPU专用无面阻燃剂进行揽拌混合，通 入氮气进行保护，揽拌50min后再按比例加入63份二苯基甲烧二异氯酸醋，进行乳化聚合 80s，反应结束后将料转入案板熟化，料块冷却后粉碎挤出造粒得到最终的本体无面阻燃的 改性料。
[0014] 优选的，所述的多元醇为聚下二醇己二酸醋、聚乙二醇己二酸醋、聚下二醇苯二酸 醋等分子量为2000的多元醇均可；
[0015] 优选的，所述的异氯酸醋为二苯基甲烧二异氯酸醋、2, 4-甲苯二异氯酸醋、 2, 6-甲苯二异氯酸醋等
[0016] 优选的，所述无面阻燃剂为中粒径小于8μπι的市售HT-219TPU专用无面阻燃剂、 次憐酸侣、叔下基次麟酸侣、二乙基次麟酸侣、聚憐酸锭等能形成氨键的高效憐系阻燃剂；
[0017] 优选的，所述扩链剂为1，4-下二醇、1，6-己二醇、新戊二醇等醇类扩链剂。
[0018] 本发明的有益效果是：合成的TPU材料自身无面阻燃，按照垂直燃烧测试标准检 测能够达到化94V0级（1.6mm)的要求，阻燃剂在TPU材料中分散更为均匀，阻燃及各方面 性能检测数据更为均一，解决了后改性添加造成的分散不均、阻燃效果不稳定的问题。另 夕F，材料在拉伸、伸长率、回弹、模量方面与纯原料相比，降低幅度仅在12%左右，与市场销 售阻燃改性料产品相比各方面性能均高出20%W上，能够满足TPU基材方面高端无面阻燃 客户的需求。
【具体实施方式】
[0019] 本发明在聚醋多元醇与异氯酸醋（MDI)反应的过程中加入粒度较细且晶型较为 规整的无面阻燃剂（优选含氨键且不影响反应速度及过程），通过乳化分散增强阻燃剂在 原料中的分散性，再通过加入环境介质控制原料的反应速度将阻燃剂直接合成在原料中， 最后通过诱注、挤出切粒得到本体无面阻燃的TPU改性材料。
[0020] 本发明的TPU改性材料性能指标与市场销售类似产品性能对比情况如表1所示：
[0021] 表1性能指标对比情况表
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[0023] 实施例1
[0024] 将聚下二醇己二酸醋在70°C的溫度下、二苯基甲烧二异氯酸醋在55°C的溫度下 分别进行烙融备用，然后将反应蓋体加热至70°C，熟化案板加热至160°C，然后加入100份 的聚下二醇己二酸醋投入蓋内，再投入17. 5份的1，4-下二醇及极少量的环境介质憐酸 使体系憐酸的量在3. 5ppm，然后加入20份市售HT-219TPU专用无面阻燃剂（中粒径小于 8μm，济南泰星精细化工有限公司，批号15050。）进行揽拌混合，通入氮气进行保护，揽拌 50min后加入63份二苯基甲烧二异氯酸醋，乳化聚合反应80s，反应结束后将料转入案板熟 化，待料块冷却、粉碎后挤出造粒得到最终的本体无面阻燃的TPU改性材料。本实施例的性 能指标如表2所不。 阳0巧]表2性能对比表
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[0027] 实施例2 阳02引将聚乙二醇己二酸醋（分子量为2000)在75°C的溫度下、2, 6-甲苯二异氯酸醋在 65°C的溫度下分别进行烙融备用，然后将反应蓋体加热至80°C、案板加热至150°C备用，然 后加入100份的聚乙二醇己二酸醋投入蓋内，投入15份的1，6-己二醇及极少量的环境介 质憐酸使体系憐酸的量在化pm范围内，然后加入15份的聚憐酸锭（η> 1000)进行揽拌混 合，通入氮气进行保护，揽拌30min再投入75份2, 6-甲苯二异氯酸醋，乳化聚合反应60s，