本发明专利技术公开了一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制品、阻燃剂包，其包括热塑性聚氨酯和无卤阻燃剂包，所述无卤阻燃剂包含有无机磷系阻燃剂，同时可进一步含有可膨胀型石墨、三聚氰胺及其衍生物和有机磷系阻燃剂。本发明专利技术的组合物环保安全，综合物理机械性能优异、燃烧测试过程中不滴落，组合物通过UL94中V0-1.5mm测试等级、极限氧指数可高达35％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃热塑性聚氨酯(TPU)弹性体组合物，具体涉及包含无卤阻燃剂包的阻燃热塑性聚氨酯(TPU)弹性体组合物及其制品，属于聚氨酯弹性体领域。
技术介绍
热塑性聚氨酯(TPU)由于其优异的抗张强度、抗撕裂强度、耐磨性及加工性能，在电线电缆、管材型材、薄膜及通用注塑制品领域有着广泛应用。但由于热塑聚氨酯本身具有阻燃性能不佳、氧指数低、在燃烧过程中产生大量滴落物等缺点，从而限制了其在一些对阻燃有明确要求的领域中的应用。传统基于溴、氯和氟等卤素的阻燃添加剂已经被广泛应用于TPU组合物，以提供阻燃性。近年来，随着大部分国家和行业对环保安全要求日益严格，这就要求阻燃TPU配方设计要采用其他非卤素阻燃体系。NoveonCo.在美国公开专利US6777466中公开了使用三聚氰胺氰脲酸酯作为阻燃热塑性聚氨酯组合物中唯一的有机阻燃剂添加剂，该专利公开的组合物无卤环保、较好保持热塑性聚氨酯的机械性能，但是组合物在燃烧过程中仍会发生滴落现象，限制其组合物在一些高阻燃要求领域中的应用。LubrizolCo.在美国公开专利US20090326108中公开了使用含有有机磷酸酯、三聚氰胺衍生物、双季戊四醇中一种或多种组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物。该专利公开的组合物无卤环保，具备较高的阻燃性能，但是组合物的机械性能受到不良影响。Huntsman在CN201280011122.X中公开了含有金属氧化物、多聚磷酸铵及其衍生物类磷酸盐、低聚磷酸酯组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物，该专利公开的组合物牺牲了热塑性聚氨酯的机械性能，同时由于组合物长期暴露在高温高湿环境，部分添加物容易迁移，从而限制了组合物的应用领域。信越公司在CN201010258036.1中公开了含有多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺，以及经过表面处理的多聚磷酸铵、季戊四醇及其衍生物、有机硅氧烷这些组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物，该组合物阻燃性能优异，发烟量较低，但同样牺牲了热塑性聚氨酯的机械性能，限制其组合物在要求高机械性能的领域中的应用。由此可见，现有阻燃TPU组合物有的在燃烧过程中会发生滴落，有的机械性能大幅度下降，这些都大大限制了上述公开组合物的应用，尤其是在一些既要求高机械性能又要求高阻燃等级、同时燃烧过程中不发生滴落的汽车、军工和能源等领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃热塑性聚氨酯(TPU)弹性体组合物，在组合物中引入无机磷系阻燃剂作为阻燃成分，赋予热塑性聚氨酯组合物高阻燃特性的同时，不削弱其机械性能，以解决现有技术中存在的很难达到高阻燃等级和优异机械性能相结合的难题。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，包含热塑性聚氨酯弹性体和无卤阻燃剂包，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计包括：本领域技术人员可以理解，当某种组分的含量为“0”时，即不含该组分。本专利技术中，作为优选的方案，所述无卤阻燃剂包，以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计，包括：6-95wt％、优选11-65wt％、更优选为18-45wt％的无机磷系阻燃剂；1-20wt％、优选1-9wt％、更优选为3-7wt％的可膨胀型石墨；0-65wt％、优选8-50wt％、更优选为14-38wt％的三聚氰胺及其衍生物；0-45wt％、优选5-35wt％、更优选为10-25wt％的有机磷系阻燃剂。本专利技术中，作为优选的方案，所述无卤阻燃剂包，以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计，包括：6-95wt％、优选11-65wt％、更优选为18-45wt％的无机磷系阻燃剂；0-20wt％、优选1-9wt％、更优选为3-7wt％的可膨胀型石墨；1-65wt％、优选8-50wt％、更优选为14-38wt％的三聚氰胺及其衍生物；0-45wt％、优选5-35wt％、更优选为10-25wt％的有机磷系阻燃剂。本专利技术中，作为优选的方案，所述无卤阻燃剂包，以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计，包括：6-95wt％、优选11-65wt％、更优选为18-45wt％的无机磷系阻燃剂；1-20wt％、优选1-9wt％、更优选为3-7wt％的可膨胀型石墨；1-65wt％、优选8-50wt％、更优选为14-38wt％的三聚氰胺及其衍生物；0-45wt％、优选5-35wt％、更优选为10-25wt％的有机磷系阻燃剂。更优选地，所述无卤阻燃剂包，以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计，包括：进一步优选地，所述无卤阻燃剂包，以所述热塑性聚氨酯弹性体的重量计，包括：本专利技术中，作为进一步优选的方案，所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物中无卤阻燃剂包与热塑性聚氨酯弹性体的重量比为0.06-1:1，优选为0.20-0.80:1，在综合考虑成本(添加量)与阻燃效果的前提下，进一步优选为0.20-0.50:1，更优选为0.25-0.45:1。本专利技术中，所述热塑性聚氨酯的重均分子量(Mw)优选为60000至800000，更优选90000至450000；硬度优选为邵A45-邵D80，更优选为邵A65-邵D54。本专利技术中，所用热塑性聚氨酯弹性体优选具有优异的抗张强度、撕裂强度和伸长率的热塑性聚氨酯弹性体，所用热塑性聚氨酯弹性体抗张强度优选为30-50MPa、撕裂强度优选为90-120N/mm，伸长率优选为400％-700％。本专利技术中，所述的热塑性聚氨酯是由多异氰酸酯与羟基封端的中间体，在扩链剂作用下反应制备而成。本专利技术中，所述多异氰酸酯优选为芳香族多异氰酸酯和脂肪族多异氰酸酯中的一种或两种或多种；所述多异氰酸酯包括但不限于4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)、2,2'二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2'-MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、癸烷-1，10-二异氰酸酯或二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(H12MDI)，进一步优选为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯。本专利技术中，所述羟基封端的中间体优选为聚酯多元醇(羟基封端聚酯)和聚醚多元醇(羟基封端聚醚)中的一种或两种或多种。本专利技术中，所述羟基封端聚酯即聚酯多元醇，优选为线型端羟基聚酯多元醇、聚内酯多元醇或聚碳酸酯多元醇中的一种或两种或多种。本专利技术中，使用所述线型端羟基聚酯多元醇、聚内酯多元醇或聚碳酸酯作为羟基封端聚酯制备得到的热塑性聚氨酯分别为聚酯型、聚内酯型或聚碳酸酯型聚氨酯；使用所述聚醚多元醇作为羟基封端聚酯制备得到的热塑性聚氨酯为聚醚型聚氨酯。本专利技术中，所述热塑性聚氨酯优选为聚酯型聚氨酯和/或聚醚型聚氨酯。本专利技术中，所述线型端羟基聚酯多元醇可通过二元醇与二元羧酸、酸酐或羧酸酯进行酯化或酯交换反应制备得到。所述线型端羟基聚酯多元醇的数均分子量(Mn)优选为500-10000，更优选为700-5000，进一步优选为700-4000；酸值为0-1.0mgKOH/g，优选为0.1-0.5mgKOH/g。本专利技术中，所述线型端羟基聚酯多元醇制备中所使用的二元醇优选为脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，包含热塑性聚氨酯和无卤阻燃剂包，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：
【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，包含热塑性聚氨酯和无卤阻燃剂包，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：2.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：3.根据权利要求1所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：4.根据权利要求1-3中任一项所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：优选地，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：进一步优选地，所述无卤阻燃剂包以所述热塑性聚氨酯的重量计包括：5.根据权利要求1-4中任一项所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述无机磷系阻燃剂为无机磷酸盐和/或无机次磷酸盐；优选地，所述无机磷酸盐选自聚磷酸铵、焦磷酸三铵、焦磷酸铵、磷酸铵镁、磷酸铝、磷酸镁和磷酸锌中的一种或两种或多种；所述无机次磷酸盐选自次磷酸锂、次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙、次磷酸锌、次磷酸镁、次磷酸铁、次磷酸铝、次磷酸镧、次磷酸钇和次磷酸铈中的一种或两种或多种；更优选地，所述无机磷系阻燃剂为次磷酸钙、次磷酸锌、次磷酸镁、次磷酸铁、次磷酸铝、次磷酸镧、次磷酸钇和次磷酸铈中的一种或两种或多种；进
\t一步优选为次磷酸钙和/或次磷酸铝。6.根据权利要求1-5中任一项所述的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述有机磷系阻燃剂的结构式为：其中：R为间位取代的苯环或对位取代的苯环；n为1-10的整数，优选为1-5的整数；X1、X2、X3和X4相同或不同，分别为苯基或含有1-3个C1-C2烷基取代基的C6-C18的芳香基，优选为邻位取代的或邻位取代的进一步优选为或邻...
【专利技术属性】
技术研发人员：付小亮，黄岐善，翟志斌，杨莉，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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