本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种高韧阻燃聚氨酯复合材料。
背景技术
聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，其用途非常广，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用于机场、酒店、建材、汽车厂、煤矿厂、水泥厂、高级公寓、别墅、园林美化、彩石艺术、公园等领域。但普通的聚氨酯材料极易燃烧，从而使其力学性能急剧下降，在应用的过程中具有很大的火灾安全隐患，大大限制了聚氨酯材料在实际中的应用。此外，目前生产的聚氨酯材料韧性还有待进一步提高，完全固化后还有点脆。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，该材料具有优异的阻燃性能和柔韧性，且耐热性、耐水性、回弹性好，综合力学性能优异。
本发明提出的一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括以下重量份的原料：高磷聚磷酸酯二元醇20-26份、聚氧化丙烯二醇43-52份、脂肪族二异氰酸酯42-48份、二月桂酸二丁基锡0.2-1份、3,5-二甲硫基甲苯二胺2-4份、一缩二乙二醇3-5份、三羟甲基丙烷1-2份、羟基硅油1-2份、硅烷偶联剂3-5份、白炭黑8-13份、高岭土7-10份、纳米氧化锌4-7份、硫酸钙晶须3-5份、氯化聚氯乙烯7-10份、抗氧剂0.5-2份。
优选地，所述高磷聚磷酸酯二元醇的制备如下：将季戊四醇加入到三氧氯磷中，加热反应，抽滤，洗涤，得物料a，将物料a加入到dmf中，加入三乙胺，升温，在氮气保护下向其中滴加双羟甲基甲基氧化磷，搅拌反应，再升温反应，冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥，即得。
优选地，所述高磷聚磷酸酯二元醇的制备如下：将12-15份季戊四醇加入到40-48份三氧氯磷中，加热至110-120℃反应10-13h，抽滤，洗涤，得物料a，将物料a加入到50-60份dmf中，加入12-15份三乙胺，升温至75-85℃，在氮气保护下向其中滴加13-16份双羟甲基甲基氧化磷，搅拌反应2-3h，再升温至140-150℃反应4-6h，冷却至室温，抽滤，洗涤，在80-90℃下干燥6-9h，即得。
优选地，所述聚氧化丙烯二醇的分子量为2000-4000。
优选地，所述脂肪族二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、氢化二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或其组合物。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂bht、抗氧剂1098按照3-5：1-2：2-3的质量比组成的。
优选地，所述硅烷偶联剂为kh-550。
本发明所述高韧阻燃聚氨酯复合材料可以按照常规的聚氨酯复合材料制备工艺制备而成。
有益效果：本发明中以聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、脂肪族二异氰酸酯作为原料，制备聚氨酯预聚体，通过调节聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇之间的比例，从而控制分子链中的结晶结构，使制得的聚氨酯具有较好的耐水性的同时，综合力学性能优异，且选择脂肪族二异氰酸酯使制得的材料具有较好的耐黄变性能；此外，其预聚体制备中还添加有高磷聚磷酸酯二元醇，该高磷原料是将季戊四醇和三氯氧磷反应生成氯化螺环磷酸酯，然后将其分散在dmf有机溶剂中，在三乙胺存在下，与双羟甲基甲基氯化磷反应，生成高磷含量的端羟基二醇，将其作为二元醇原料参与聚氨酯预聚体反应中，从而将功能性元素p引入到聚氨酯分子链中，得到具有优异阻燃性能的聚氨酯材料；选择胺类扩链剂和醇类扩链剂配合作用，协调材料的机械性能，使其具有良好的回弹性、韧性和强度；加入的氯化聚氯乙烯具有较高的玻璃化转变温度，优良的电绝缘性、机械性能、耐热性、阻燃性及柔韧性等，将其加入到聚氨酯中，能够与聚氨酯中的柔性软段形成氢键作用，共混相容性好，性能互为补充，改善材料的耐热性及柔韧性，羟基硅油、硅烷偶联剂、白炭黑、高岭土、纳米氧化锌、硫酸钙晶须的添加，能够改善材料的拉伸强度，以及耐高温性能。经检测，本发明制备的聚氨酯复合材料的氧指数≥27.1，其拉伸强度≥42.5mpa，断裂伸长率≥692％，具有优异的阻燃性能和柔韧性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括以下重量份的原料：高磷聚磷酸酯二元醇20份、聚氧化丙烯二醇43份、异氟尔酮二异氰酸酯42份、二月桂酸二丁基锡0.2份、3,5-二甲硫基甲苯二胺2份、一缩二乙二醇3份、三羟甲基丙烷1份、羟基硅油1份、硅烷偶联剂3份、白炭黑8份、高岭土7份、纳米氧化锌4份、硫酸钙晶须3份、氯化聚氯乙烯7份、抗氧剂0.5份；
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为2000-4000，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂bht、抗氧剂1098按照3：1：2的质量比组成的。
实施例2
本发明提出的一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括以下重量份的原料：高磷聚磷酸酯二元醇26份、聚氧化丙烯二醇52份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯48份、二月桂酸二丁基锡1份、3,5-二甲硫基甲苯二胺4份、一缩二乙二醇5份、三羟甲基丙烷2份、羟基硅油2份、硅烷偶联剂kh-5505份、白炭黑13份、高岭土10份、纳米氧化锌7份、硫酸钙晶须5份、氯化聚氯乙烯10份、抗氧剂2份；
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为2000-4000，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂bht、抗氧剂1098按照5：2：3的质量比组成的；
其中，高磷聚磷酸酯二元醇的制备如下：将12份季戊四醇加入到40份三氧氯磷中，加热至110℃反应10h，抽滤，洗涤，得物料a，将物料a加入到50份dmf中，加入12份三乙胺，升温至75℃，在氮气保护下向其中滴加13份双羟甲基甲基氧化磷，搅拌反应2h，再升温至140℃反应4h，冷却至室温，抽滤，洗涤，在80℃下干燥9h，即得。
实施例3
本发明提出的一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括以下重量份的原料：高磷聚磷酸酯二元醇23份、聚氧化丙烯二醇46份、异氟尔酮二异氰酸酯20份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯24份、二月桂酸二丁基锡0.5份、3,5-二甲硫基甲苯二胺2.7份、一缩二乙二醇3.8份、三羟甲基丙烷1.5份、羟基硅油1.2份、硅烷偶联剂kh-5503.5份、白炭黑10份、高岭土8份、纳米氧化锌5份、硫酸钙晶须3.5份、氯化聚氯乙烯8份、抗氧剂1份；
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为2000-4000，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂bht、抗氧剂1098按照3.8：1.2：2.7的质量比组成的；
其中，高磷聚磷酸酯二元醇的制备如下：将15份季戊四醇加入到48份三氧氯磷中，加热至120℃反应13h，抽滤，洗涤，得物料a，将物料a加入到60份dmf中，加入15份三乙胺，升温至85℃，在氮气保护下向其中滴加16份双羟甲基甲基氧化磷，搅拌反应3h，再升温至150℃反应6h，冷却至室温，抽滤，洗涤，在90℃下干燥6h，即得。
实施例4
本发明提出的一种高韧阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括以下重量份的原料：高磷聚磷酸酯二元醇25份、聚氧化丙烯二醇49份、异氟尔酮二异氰酸酯42-48份、二月桂酸二丁基锡0.7份、3,5-二甲硫基甲苯二胺3.3份、一缩二乙二醇4.5份、三羟甲基丙烷1.6份、羟基硅油1.8份、硅烷偶联剂kh-5504份、白炭黑11份、高岭土9份、纳米氧化锌6份、硫酸钙晶须4份、氯化聚氯乙烯9份、抗氧剂1.3份；
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为2000-4000，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂bht、抗氧剂1098按照4：1.5：2.5的质量比组成的；
其中，高磷聚磷酸酯二元醇的制备如下：将14份季戊四醇加入到45份三氧氯磷中，加热至115℃反应12h，抽滤，洗涤，得物料a，将物料a加入到57份dmf中，加入13.5份三乙胺，升温至80℃，在氮气保护下向其中滴加15份双羟甲基甲基氧化磷，搅拌反应2.5h，再升温至145℃反应5h，冷却至室温，抽滤，洗涤，在85℃下干燥7h，即得。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。