本发明涉及复合材料，尤其涉及一种环保型阻燃tpu基复合材料及其在汽车部件制作中的应用。
背景技术：
1、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)是一种成熟的环保材料，目前已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，还具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。然而，其阻燃性能不佳，燃烧时分解释放出hcn、co等有毒气体，燃烧过程出现滴落现象，且伴随着浓重的黑烟。正是在这种形势下，tpu基复合材料应运而生，它的出现引起了人们的高度重视。
2、tpu基复合材料是运用先进的材料制备技术将热塑性聚氨酯弹性体橡胶与其它不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。该类材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。然而，市面上的tpu基复合材料由于不同组分材料之间的相容性问题，易出现相分离，影响复合材料性能稳定性和使用寿命的缺陷；除此之外，现有的tpu基复合材料还或多或少存在阻燃性和环保性不足，机械力学性能和耐水性仍然有待进一步提高等技术缺陷。
3、为了解决上述问题，授权公告号为cn111138631b的中国发明专利公开了一种高强度高阻隔tpu复合材料的制备方法，该方法由聚四亚甲基醚二醇和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应得到异氰酸酯基封端的tpu预聚体，将改性氧化石墨烯加入至tpu预聚体中，与1,4-丁二醇一同作为复配扩链剂参与原位聚合过程，完成扩链反应，制得高强度高阻隔tpu复合材料。改性氧化石墨烯使得反应体系的反应位点增多，复合材料交联程度提高，所制备的tpu复合材料中存在大量的共价键和氢键，从而导致改性氧化石墨烯在tpu基体中分散性良好，与tpu基体的界面结合力增强，tpu复合材料的阻隔性能和力学性能都得到提升。然而，该复合材料还存在阻燃性不足，机械力学性能有待进一步提高的技术缺陷。
4、因此，开发一种机械力学性能和阻燃性好，环保性能佳，耐水性足的环保型阻燃tpu基复合材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进tpu基材料领域的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机械力学性能和阻燃性好，环保性能佳，耐水性足的环保型阻燃tpu基复合材料及其在汽车部件制作中的应用。
2、本发明可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本发明所述的一种环保型阻燃tpu基复合材料，包括如下按重量份计的各原料制成：回收tpu颗粒100份、偶联剂3-5份、增强纤维10-15份、苯氧基环磷腈5-10份、2,5-二氨基苯磺酸3-5份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌1-2份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.3-0.5份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.1-0.5份、硫化剂3-5份、催化剂0.3-0.8份、二甲基联苯二异氰酸酯1-3份。
4、优选的，所述催化剂为有机锡催化剂wcat-s12。
5、优选的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、硫磺按质量比(2-3):1混合形成的混合物。
6、优选的，所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的至少一种。
7、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。
8、优选的，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维中的至少一种；所述增强纤维的平均直径为3-8μm，长度为3-6mm；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
9、优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。
10、优选的，所述回收tpu颗粒是回收的热塑性聚氨酯弹性体德国巴斯夫tpu1195a10。
11、本发明还提供了一种所述环保型阻燃tpu基复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到环保型阻燃tpu基复合材料。
12、优选的，所述双螺杆挤出机的模头温度为180℃-210℃，转速为400-600r/min。
13、本发明还提供了一种采用上述环保型阻燃tpu基复合材料在汽车部件制作中的应用。
14、相比于现有技术，本发明的有益效果为：
15、(1)本发明公开的环保型阻燃tpu基复合材料，采用回收的tpu颗粒作为基材，属于固废的回收再利用，实现了变废为宝，不仅有利于节约资源，还能改善环保性能；通过苯氧基环磷腈和引入互穿网络结构改善阻燃性，不仅效果好，且不引入有毒有害的成分，燃烧时不会产生有毒烟气，使得产品使用更加安全绿色环保。
16、(2)本发明公开的环保型阻燃tpu基复合材料，苯氧基环磷腈和1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌上的苯环结构能与2,5-二氨基苯磺酸上的磺酸基发生化学反应，2,5-二氨基苯磺酸和1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌上的氨基又能与二甲基联苯二异氰酸酯发生反应，形成多重互穿网络结构，且在复合材料结构中同时引入环磷腈、砜基、苯基、联苯、氰基蒽醌结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的复合材料机械力学性能和阻燃性好，环保性能佳，耐水性足。
17、(3)本发明公开的环保型阻燃tpu基复合材料，通过制备原料和配方的合理选取，使得材料内部结构中同时含有物理交联和化学交联结构，提高了致密性，进而有效改善了制成的复合材料产品的综合性能和性能稳定性，使得机械力学性能和阻燃性更好，耐水性更足，使用寿命更长。
18、(4)本发明公开的环保型阻燃tpu基复合材料，通过原料组分的合理选取，使得它们之间的相容性好，不易出现相分离问题，进而有效改善了材料的性能稳定性，达到延长使用寿命的目标。
1.一种环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：回收tpu颗粒100份、偶联剂3-5份、增强纤维10-15份、苯氧基环磷腈5-10份、2,5-二氨基苯磺酸3-5份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌1-2份、五氧化二磷1-2份、多聚磷酸0.3-0.5份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.1-0.5份、硫化剂3-5份、催化剂0.3-0.8份、二甲基联苯二异氰酸酯1-3份。
2.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂wcat-s12。
3.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、硫磺按质量比(2-3):1混合形成的混合物。
4.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维中的至少一种；所述增强纤维的平均直径为3-8μm，长度为3-6mm；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
7.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的环保型阻燃tpu基复合材料，其特征在于，所述回收tpu颗粒是回收的热塑性聚氨酯弹性体德国巴斯夫tpu1195a10。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述环保型阻燃tpu基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到环保型阻燃tpu基复合材料；所述双螺杆挤出机的模头温度为180℃-210℃，转速为400-600r/min。
10.一种采用权利要求1-8任一项所述环保型阻燃tpu基复合材料在汽车部件制作中的应用。