本发明涉及一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法。
背景技术：
优力胶，又称聚氨酯PU弹性体，是一种具有强度好，压缩变形小。介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有塑料的刚性，又有橡胶的弹性。是目前用的比较广泛的，替代橡胶。现有技术中的优力胶制备过程复杂，稳定性弱，现有技术中的优力胶预聚体不能通过简单的添加固化剂得到优力胶，同时不具备粘性好、粘附力强、弹性好、表面硬度稳定、环保、耐用、阻燃、防静电、不易老化、不掉屑、易清理、耐油、耐磨以及耐溶剂腐蚀等特性。
技术实现要素：
本发明提出一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体，解决了现有技术中的优力胶预聚体不具备粘性好、粘附力强、弹性好、表面硬度稳定、环保、耐用、阻燃、防静电、不易老化、不掉屑、易清理、耐油、耐磨以及耐溶剂腐蚀等特性的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体包括以下重量份数的各组分：20-30份的多元醇1000；30-40份的多元醇2000；15-25份的甲苯二异氰酸酯；6-10份的阻燃剂；2-4份的硫化剂以及7-12份的增塑剂。多元醇1000为分子量1000的多元醇。多元醇2000为分子量2000的多元醇。
优选的，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体包括以下重量份数的各组分：25-30份的多元醇1000；35-40份的多元醇2000；20-25份的甲苯二异氰酸酯；8-10份的阻燃剂；3-4份的硫化剂以及9-12份的增塑剂。
优选的，所述甲苯二异氰酸酯为2，6－甲苯二异氰酸酯。
优选的，所述阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯。
优选的，所述硫化剂为三羟甲基丙烷。
优选的，所述增塑剂为SG-988增塑剂。
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40-50℃，然后2段升温到55-65℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25-35分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-85℃搅拌反应1-2小时；
步骤四，最后降温60-70℃，再加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及增塑剂搅拌反应0.4-0.6小时，再次升温至75-85℃继续搅拌反应2-3小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体。
进一步，将阻燃聚氨酯优力胶预聚体装入干净密封容器中，让其自然冷却110-130小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶。
优选的，一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至45-50℃，然后2段升温到60-65℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌30-35分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至75-85℃搅拌反应1.5-2小时；
步骤四，最后降温65-70℃，再加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及增塑剂搅拌反应0.5-0.6小时，再次升温至80-85℃继续搅拌反应2.5-3小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体。
进一步，将阻燃聚氨酯优力胶预聚体装入干净密封容器中，让其自然冷却120-130小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶。
本发明的有益效果为：本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体不含任何有毒有害物质和其它填充材料，是耐水、耐油的环保型阻燃新材料，硬度范围0A～98A，具有表面粘性好、粘附力强，弹性好、表面硬度稳定、环保，耐用、阻燃、防静电，不易老化、不掉屑、易清理、耐油，耐磨，耐溶剂腐蚀。长时间使用性能不下降等优异特性。用于生产手机充电测试设备、防老化检测设备、汽车零部件、防火门窗、充电桩，电池灌装以及医疗设备等产品。本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体与陶瓷、玻璃、金属、绝缘材料等材质都有很好的粘接性，可起到防滑、抗震、防刮防撞等作用，在震动或搬移时也可防止其倾倒损坏。本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体主要用于电子，医疗，自动化，机器人等领域中，可有效的避免因电子设备长期在干燥、高温的环境中使用产生静电而对电子元器件产生不可修复的破坏性，本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体或使用其制作成型的产品在遭遇明火时具备完全不燃烧等性能。使用本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体制作的医疗器械能够有效的避免设备产生的静电在医疗救治过程中对医护人员及病人造成的危害；将本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体用于生产汽车零部件中也能避免静电产生火花而导致汽车自燃风险。除了上述应用领域，还可以用于液体危险品运输，管道，把手以及化工容器中。由此可见：本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体具有广阔的应用前景。同时本发明的阻燃聚氨酯优力胶预聚体的制备方法简单高效，成品率高，适应于大规模的生产应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体1，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体1包括以下重量份数的各组分：20份的多元醇1000；30份的多元醇2000；15份的甲苯二异氰酸酯；6份的阻燃剂；2份的硫化剂以及7份的增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体1的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40℃，然后2段升温到55℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至75℃搅拌反应1小时；
步骤四，最后降温60℃，再加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及增塑剂搅拌反应0.4小时，再次升温至75℃继续搅拌反应2小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体1。
阻燃聚氨酯优力胶1的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体1装入干净密封容器中，让其自然冷却110小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶1。
实施例二
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体2，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体2包括以下重量份数的各组分：25份的多元醇1000；35份的多元醇2000；20份的甲苯二异氰酸酯；8份的阻燃剂；3份的硫化剂以及9份的增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体2的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至45℃，然后2段升温到60℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌30分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至80℃搅拌反应1.5小时；
步骤四，最后降温65℃，再加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及增塑剂搅拌反应0.5小时，再次升温至80℃继续搅拌反应2.5小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体2。
阻燃聚氨酯优力胶2的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体2装入干净密封容器中，让其自然冷却120小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶2。
实施例三
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体3，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体3包括以下重量份数的各组分：30份的多元醇1000；40份的多元醇2000；25份的甲苯二异氰酸酯；10份的阻燃剂；4份的硫化剂以及12份的增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至50℃，然后2段升温到65℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌35分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至85℃搅拌反应2小时；
步骤四，最后降温70℃，再加入称量好的阻燃剂、硫化剂以及增塑剂搅拌反应0.6小时，再次升温至85℃继续搅拌反应3小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体3。
阻燃聚氨酯优力胶3的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体3装入干净密封容器中，让其自然冷却130小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶3。
实施例四
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体4，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体4包括以下重量份数的各组分：20份的多元醇1000；30份的多元醇2000；15份的2，6－甲苯二异氰酸酯；6份的三(2-氯乙基)磷酸酯；2份的三羟甲基丙烷以及7份的SG-988增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体4的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至40℃，然后2段升温到55℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌25分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至75℃搅拌反应1小时；
步骤四，最后降温60℃，再加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及SG-988增塑剂搅拌反应0.4小时，再次升温至75℃继续搅拌反应2小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体4。
阻燃聚氨酯优力胶4的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体4装入干净密封容器中，让其自然冷却110小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶4。
实施例五
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体5，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体5包括以下重量份数的各组分：25份的多元醇1000；35份的多元醇2000；20份的2，6－甲苯二异氰酸酯；8份的三(2-氯乙基)磷酸酯；3份的三羟甲基丙烷以及9份的SG-988增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体5的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至45℃，然后2段升温到60℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌30分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至80℃搅拌反应1.5小时；
步骤四，最后降温65℃，再加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及SG-988增塑剂搅拌反应0.5小时，再次升温至80℃继续搅拌反应2.5小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体5。
阻燃聚氨酯优力胶5的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体5装入干净密封容器中，让其自然冷却120小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶5。
实施例六
一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体6，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体6包括以下重量份数的各组分：30份的多元醇1000；40份的多元醇2000；25份的2，6－甲苯二异氰酸酯；10份的三(2-氯乙基)磷酸酯；4份的三羟甲基丙烷以及12份的SG-988增塑剂。
阻燃聚氨酯优力胶预聚体6的制备方法，包括以下步骤:
步骤一，先将称量好的多元醇1000加入反应釜加热至50℃，然后2段升温到65℃；
步骤二，再将称量好的多元醇2000加入反应釜恒温60℃搅拌35分钟；
步骤三，再加入称量好的甲苯二异氰酸酯，然后升温至85℃搅拌反应2小时；
步骤四，最后降温70℃，再加入称量好的三(2-氯乙基)磷酸酯、三羟甲基丙烷以及SG-988增塑剂搅拌反应0.6小时，再次升温至85℃继续搅拌反应3小时得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体6。
阻燃聚氨酯优力胶6的制备方法为将阻燃聚氨酯优力胶预聚体6装入干净密封容器中，让其自然冷却130小时后加入二邻氯二苯胺甲烷得到阻燃聚氨酯优力胶6。
阻燃测试标准及方法：
94V-0、94V-1、94V-2级的垂直燃烧试验方法
阻燃UL94中的垂直燃烧试验根据样品燃烧时间，熔滴是否引燃脱脂棉等试验结果，把聚合物材料定为V-2,V-1,V-0三个级别，其中以V-2级为最低阻燃级，V-0级为最高阻燃级。
此试验用小条试样长127mm，宽12.7mm，最大厚度3.2mm。在无通风试验箱中进行。试样上端(6.4mm的地方)用支架上的夹具夹住，并保持试样的纵轴垂直。试样下端距灯嘴9.5mm，距干燥脱脂棉表面305mm.。将本生灯点燃并调节至产生19mm高的蓝色火焰，把本生灯火焰置于试样下端，点火10s，然后移去火焰(离试样至少152mm远)，并记下试样有焰燃烧时间。若移去火焰后30s内试样的火焰熄灭，必须再次将本生灯移到试样下面，重新点燃试样点火10s，然后再次移开本生灯火焰，并记下试样的有焰燃烧和无焰燃烧的续燃时间。若试样熔滴有滴落，让其落入试样下305mm的脱脂棉上，看其是否引燃脱脂棉。若脱脂棉着火，评级时应考虑其因素。
具体分级指标如下。
测试项目：94V-0，94V-1，94V-2
1十次点燃总有焰燃烧时间最大值(S)
50S，250S，250S
2个别的有焰燃烧时间最大值(s)
10S，30S，30S
3无焰燃烧时间(s)
30S，60S，60S
4有焰熔滴
无，仅允许短时燃烧
一般阻燃UL黄卡上阻燃测试条的厚度分为：1/8英寸,1/16英寸,1/32英寸厚度，即3.2mm,1.6mm,0.8mm三个等级试验。
发明人根据现有的标准，对阻燃聚氨酯优力胶预聚体1、阻燃聚氨酯优力胶预聚体2、阻燃聚氨酯优力胶预聚体3、阻燃聚氨酯优力胶预聚体4、阻燃聚氨酯优力胶预聚体5、阻燃聚氨酯优力胶预聚体6、阻燃聚氨酯优力胶1、阻燃聚氨酯优力胶2、阻燃聚氨酯优力胶3、阻燃聚氨酯优力胶4、阻燃聚氨酯优力胶5以及阻燃聚氨酯优力胶6进行了测验，测验结果发现阻燃聚氨酯优力胶预聚体1、阻燃聚氨酯优力胶预聚体2、阻燃聚氨酯优力胶预聚体3、阻燃聚氨酯优力胶预聚体4、阻燃聚氨酯优力胶预聚体5、阻燃聚氨酯优力胶预聚体6、阻燃聚氨酯优力胶1、阻燃聚氨酯优力胶2、阻燃聚氨酯优力胶3、阻燃聚氨酯优力胶4、阻燃聚氨酯优力胶5以及阻燃聚氨酯优力胶6阻燃级别高，具有表面粘性好、粘附力强，弹性好、表面硬度稳定、环保，耐用、阻燃、防静电，不易老化、不掉屑、易清理、耐油，耐磨，耐溶剂腐蚀等特性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。