本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备方法。
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，已被广泛应用于鞋材、板材、管材、薄膜、线缆、汽车部件、医疗及运动休闲等领域。聚醚型tpu具有良好的韧性、回弹性、耐低温性和耐水解性等，其在电缆护套、汽车部件及消防救生等领域得到了广泛的关注。但是聚醚型tpu氧指数仅18%左右，属易燃材料。tpu自身没有阻燃性能，空气中燃烧时，火焰非常剧烈且伴有浓烈的黑烟，并具有严重的滴流现象。长期以来tpu的阻燃特性一直没有得到满意解决，制约了tpu在电缆护套、汽车部件及输油软管等领域的应用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备方法，科学合理、简单易行，制备的弹性体可以实现自熄灭，空气中燃烧时不产生对环境有毒害的卤化氢气体，降低对救援人员和民众的伤害。
本发明所述的复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备方法，步骤如下：
（1）热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：聚醚多元醇在90-110℃熔化，加入阻燃剂a混合均匀，真空脱除水分，二异氰酸酯和扩链剂分别在40-55℃和35-50℃熔化；以重量百分比计，将聚醚多元醇55-65%、二异氰酸酯28-35%、聚乙酰胺1-2%、扩链剂7-10%和阻燃剂a混合均匀，异氰酸酯指数控制在1.005-1.03，混合物料注入双螺杆反应器中，经连续反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
（2）复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备：将塑料开炼机升温至175-190℃，加入热塑性聚氨酯弹性体颗粒塑炼至熔融均匀，加入阻燃剂b，塑炼均匀后压成热塑性弹性体薄片。
步骤（1）中所述的聚醚多元醇是聚四氢呋喃二醇，分子量为1000-2000；
步骤（1）中所述的二异氰酸酯是二苯基甲烷二异氰酸酯。
步骤（1）中所述的扩链剂是含有2-10个碳原子的小分子二元醇。
步骤（1）中所述的扩链剂是乙二醇、丙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇或1,6-己二醇中的一种或几种。
步骤（1）中所述的阻燃剂a是甲基膦酸二甲酯（dmmp）或磷酸三苯酯中的一种或两种。
步骤（1）中所述的阻燃剂a的质量是聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂总质量的6-12%。
步骤（2）中所述的阻燃剂b是纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、聚磷酸铵（app）或三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
步骤（2）中所述的阻燃剂b的质量是热塑性聚氨酯弹性体颗粒质量的10-25%。
本发明所述的复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备方法，具体步骤如下：
（1）热塑性聚氨酯弹性体颗粒的制备：聚醚多元醇在90-110℃熔化，加入液态阻燃剂a混合均匀，真空脱除水分，二异氰酸酯和扩链剂分别在40-55℃和35-50℃熔化；以重量百分比计，以聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂的总质量为1，将聚醚多元醇55-65%、二异氰酸酯28-35%、聚乙酰胺1-2%、扩链剂7-10%和阻燃剂a混合均匀，异氰酸酯指数控制在1.005-1.03，混合物料注入双螺杆反应器中，经连续反应制得热塑性聚氨酯弹性体颗粒；
（2）复合阻燃型环保聚氨酯弹性体的制备：将塑料开炼机升温至175-190℃，加入热塑性聚氨酯弹性体颗粒塑炼至熔融均匀，加入固态阻燃剂b，塑炼均匀后压成1-3mm热塑性弹性体薄片。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明制备的弹性体氧指数高，空气中燃烧试验无熔滴且仅具有少量的黑烟和自熄性；加工方便，阻燃剂可在粒子后加工过程中直接与粒子混合加入；制品机械性能损失少、保持了优良的耐低温性、柔韧性和耐水解性。由于使用了复合无卤阻燃剂，减少了加入单一阻燃剂的量，极大的保证了弹性体本身的优良性能。即使遇火燃烧也不产生对环境有害的气体，可广泛用于线缆护套、汽车部件和输油软管等领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
复合阻燃型环保聚氨酯弹性体制备：聚四氢呋喃二醇（ptmg2m=2，加入甲基膦酸二甲酯（dmmp），在110℃真空脱除水分，二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）和1,4-丁二醇（bdo）分别在45℃和40℃保温。将ptmg22mdi：89.7g、bdo：22.8g、聚乙酰胺1.5g、dmmp：31.3g混合均匀，异氰酸酯指数为1.01。将上述物料剧烈搅拌，混合物料注入双螺杆反应器中，经连续反应制得tpu颗粒。
取2得的tpu颗粒加入塑料开炼机，升温至180℃塑炼1min至熔融均匀。向tpu熔融态中加入18.8g纳米氢氧化镁（mgoh）和25g聚磷酸铵（app），继续塑炼1min下料至160℃平板硫化机，压成标准厚度的tpu薄片。
性能测试：垂直燃烧按gb/t2408-1996测试，样品尺寸125mm×12.5mm×1.6mm;氧指数按gb/t2406-1993测试，样品尺寸85mm×10mm×1.6mm;拉伸强度和断裂伸长率按gb/t528-1998测试;邵a硬度按gb/t531-1992测试。
实施例2
按照实施例1的制备方法。
复合阻燃型环保聚氨酯弹性体制备：ptmg22mdi：105g、bdo：28.3g、聚乙酰胺1.5g、dmmp：33.3g，纳米mgoh：20g、app：26.7g。
其性能测试方法同实施例1。
实施例3
按照实施例1的制备方法。
复合阻燃型环保聚氨酯弹性体制备：ptmg22mdi：122.6g、bdo：34.6g、聚乙酰胺1.5g、dmmp：35.7g，纳米mgoh：21.4g、app：28.6g。
其性能测试方法同实施例1。
实施例4
按照实施例1的制备方法。
复合阻燃型环保聚氨酯弹性体制备：ptmg-14mdi：123g、bdo：31g、聚乙酰胺1.5g、dmmp：35.4g，纳米mgoh：21.2g、app：28.3g。
其性能测试方法同实施例1。
对比例1
按照实施例1的制备方法。
聚氨酯弹性体制备：ptmg22mdi：105g、bdo：28.3g。