一种高阻燃热塑性弹性体的制作方法

本发明涉及新材料，具体涉及一种高阻燃热塑性弹性体。

背景技术：

1、热塑性弹性体tpe/tpr，又称人造橡胶或合成橡胶。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，水口边角粉碎后100％直接二次使用。既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体tpe/tpr材料已成为取代传统橡胶的最新材料，其环保、无毒、手感舒适、外观精美，使产品更具创意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料，也是世界化标准性环保材料。

2、热塑性聚氨酯弹性体主链含有重复结构单元氨基甲酸酯基的嵌段线形聚合物，它通过加热可以塑化，且可被溶剂溶解；既可以像塑料一样具有高强度和高硬度，又可以像橡胶一样具有弹性，热塑性聚氨酯弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，已广泛应用于国防、医疗、食品等行业；但是热塑性聚氨酯弹性体极易燃烧，且自身的成炭能力较差，燃烧后产生的残炭较少，甚至没有残炭剩余，不能形成具有屏蔽作用的炭层，所以不能有效的阻止基体被进一步燃烧。随着热塑性聚氨酯弹性体的应用量以及应用领域越来越大，各行业对其防火安全等级也随之提高，所以十分有必要采用科学有效的方法来提高热塑性聚氨酯弹性体材料的火安全性。

3、为解决热塑性聚氨酯弹性的易燃性能，常加入阻燃剂改善其阻燃性能，目前阻燃剂的加入量在20％左右，其中磷系阻燃剂的阻燃效率高且环境友好被广泛应用于热塑性聚氨酯弹性，但是阻燃剂加入量过多会造成热塑性聚氨酯弹性的物理机械性能下降，且现有的阻燃剂还存在易析出的问题，因此，本发明研究出一种聚酯型阻燃剂，进而解决小分子阻燃剂易析出的问题，在提高热塑性聚氨酯弹性阻燃性能的同时，不影响起物理机械性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高阻燃热塑性弹性体。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高阻燃热塑性弹性体，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯弹性体50-75份，石蜡油10-18份，聚酯型阻燃剂11.5-13.5份，聚乙烯树脂10-15份，苯乙烯树脂7-13份，抗老剂0.1-0.8份。

4、进一步地，所述的抗老剂为亚磷酸酯类抗氧剂，具体为环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)或者二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯。

5、进一步地，所述的聚酯型阻燃剂的制备方法为：

6、第一步：在烧瓶中加入2.0-2.5g苯膦酰二氯、5-7g碱催化剂和80-100m l溶剂甲苯，边搅拌边加热至60-65℃，接着加入2.3-3.0g甘氨酸，继续加热至80-90℃，保温反应40-60min，反应结束后，自然冷却到室温，过滤，减压蒸馏除去溶剂，接着依次采用100m l纯化水洗涤2-3次，干燥后，得到了中间体化合物；

7、第二步：在高压反应釜中加入2.8-3.2g中间体化合物、1.5-1.7g3,4-吡啶二苄醇以及20-25mg聚酯反应催化剂，通入氮气2-3min，在压强为0.1-0.3mpa下，温度为190-195℃下进行酯化反应，边反应边除水，反应1.5-2h后，升温至215-225℃进行缩聚反应35-45min，反应结束后，采用无水乙醇50ml洗涤3-5次，即得到聚酯型阻燃剂。

8、进一步地，第一步中，所述的碱催化剂为碳酸铯。

9、进一步地，第二步中，所述的聚酯反应催化剂为钛酸四异丙酯。

10、进一步地，高阻燃热塑性弹性体的制备方法为：将热塑性聚氨酯弹性体、石蜡油、聚酯型阻燃剂、聚乙烯树脂、苯乙烯树脂、抗老剂在50-55℃的干燥箱中干燥15-20h后，加入到rm-200c型混炼式转矩流变仪中，经混炼后即得到高阻燃热塑性弹性体。

11、进一步地，rm-200c型混炼式转矩流变仪的转速设置为65-75rpm，从料斗到模具的设备温度为190-195℃，混合时间为10-15min。

12、本发明的有益效果：

13、本发明提供了一种高阻燃热塑性弹性体，ul94等级为v-0级，具有优异的阻燃性能，另外，拉伸强度和断裂伸长率的性能也没有受到影响，阻燃剂的加入量均小于总原料量的15％，制备的聚酯阻燃剂中含有阻燃n元素和p元素，在发生燃烧时，氮元素可以生成一氧化氮或者二氧化氮气体可协助p元素阻断氧气，共同发挥阻燃效能，另外，聚酯阻燃剂中含有大量的苯环和吡啶环结构，使得弹性体具有良好的热稳定性能，可延迟弹性体的燃烧。

14、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯弹性体50-75份，石蜡油10-18份，聚酯型阻燃剂11.5-13.5份，聚乙烯树脂10-15份，苯乙烯树脂7-13份，抗老剂0.1-0.8份。

2.根据权利要求1所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，所述的抗老剂为亚磷酸酯类抗氧剂，具体为环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)或者二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯。

3.根据权利要求1所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，所述的聚酯型阻燃剂的制备方法为：

4.根据权利要求3所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，第一步中，所述的碱催化剂为碳酸铯。

5.根据权利要求3所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，第二步中，所述的聚酯反应催化剂为钛酸四异丙酯。

6.根据权利要求1所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，高阻燃热塑性弹性体的制备方法为：将热塑性聚氨酯弹性体、石蜡油、聚酯型阻燃剂、聚乙烯树脂、苯乙烯树脂、抗老剂在50-55℃的干燥箱中干燥15-20h后，加入到rm-200c型混炼式转矩流变仪中，经混炼后即得到高阻燃热塑性弹性体。

7.根据权利要求6所述的一种高阻燃热塑性弹性体，其特征在于，rm-200c型混炼式转矩流变仪的转速设置为65-75rpm，从料斗到模具的设备温度为190-195℃，混合时间为10-15min。

技术总结
本发明公开了一种高阻燃热塑性弹性体，包括以下重量份的原料：热塑性聚氨酯弹性体50‑75份，石蜡油10‑18份，聚酯型阻燃剂11.5‑13.5份，聚乙烯树脂10‑15份，苯乙烯树脂7‑13份，抗老剂0.1‑0.8份，其制备方法为：将热塑性聚氨酯弹性体、石蜡油、聚酯型阻燃剂、聚乙烯树脂、苯乙烯树脂、抗老剂在50‑55℃的干燥箱中干燥15‑20h后，加入到RM‑200C型混炼式转矩流变仪中，经混炼后即得到高阻燃热塑性弹性体，UL94等级为V‑0级，具有优异的阻燃性能，另外，拉伸强度和断裂伸长率的性能也没有受到影响，是一种良好的环保阻燃材料。

技术研发人员：刘诗玉,吴晓杰,郭栋
受保护的技术使用者：刘诗玉
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5