【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种高阻燃聚醚型tpu材料及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球对环境保护和消防安全的日益重视，高分子材料的阻燃性能成为行业关注的焦点。聚氨酯即tpu，作为一种性能卓越的高分子材料，以其耐磨、耐老化、高回弹性等特性，广泛应用于工业、生活、医疗及军工等领域，然而，普通tpu材料的易燃性限制了其在更高安全要求场景下的应用，传统tpu材料的极限氧指数仅为16%-18%，遇火会迅速燃烧并产生大量有毒烟雾，给使用者和环境带来巨大安全隐患。
2、聚醚型tpu作为tpu材料的一个重要分支，以其优异的耐水解、耐老化性能在电缆、线束等领域展现出巨大的应用潜力，通过将阻燃剂与聚醚型tpu结合，开发出的高阻燃聚醚型tpu材料不仅能够显著提升材料的阻燃性能，还能保持其原有的物理和化学性能，为电线电缆、汽车电子等领域提供更加安全可靠的解决方案。综上所述，研发一种高阻燃聚醚型tpu材料，不仅能够满足市场对高性能阻燃材料的需求，还能推动相关行业的绿色可持续发展。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种高阻燃聚醚型tpu材料及其制备方法，能够有效地解决现有技术的聚醚型tpu阻燃性能较差的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种高阻燃聚醚型tpu材料，所述高阻燃聚醚型tpu材料由以下组分组成：改性聚醚型tpu、磷系阻燃剂、多巴胺型阻燃剂和硅烷偶联剂kh-560；
5、所述磷系阻燃剂以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和对羟基苯甲醛为原料制得；
6、所述多巴胺型阻燃剂以纳米二氧化硅和盐酸多巴胺为原料制得。
7、更进一步地，所述氨基化纳米二氧化硅的制备方法为：
8、将1g纳米二氧化硅分散于300ml无水乙醇中，以26khz的频率超声分散30min后以2滴/s的滴速滴加2ml 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，以27khz的频率超声分散30min后置于60℃的油浴条件下以200r/min的转速搅拌反应6h，真空抽滤去除滤液后以无水乙醇洗涤5次，置于60℃的真空烘箱内干燥24h后所得记作氨基化纳米二氧化硅。
9、更进一步地，所述磷基阻燃剂的制备方法为：
10、在氮气保护下将5g双酚芴和1ml三乙胺加入至50ml二氯甲烷中，在10℃的水浴条件下以500r/min的转速搅拌10min，接着加入1.5g苯基磷酰二氯并以200r/min的转速搅拌反应10h，所得白色固体置于50℃的烘箱内干燥2h后研磨过200目筛，所得即为磷基阻燃剂。
11、更进一步地，所述改性聚醚型tpu的制备步骤为：
12、步骤1、将60g聚乙二醇置于温度为110-120℃、真空度为133.3pa的条件下真空脱水2h，冷却至70℃后倒入烧瓶内在搅拌条件下以1滴/s的滴速滴加155g甲苯二异氰酸酯，滴加完成后在80℃的水浴条件下恒温保温2h，所得记作反应组分；
13、步骤2、向30g 1,4-丁二醇中加入0.2g氨基化纳米二氧化硅和0.1g磷基阻燃剂，超声分散均匀后加入至升温至100℃且处于剧烈搅拌条件下的反应组分中，加毕继续搅拌10min后倒入模具内置于110℃的烘箱内熟化10h，所得即为改性聚醚型tpu。
14、更进一步地，步骤1中搅拌条件中搅拌时的转速为200r/min，步骤2中超声分散均匀的操作方法为以28khz的频率超声分散30min，步骤2中剧烈搅拌条件中搅拌时的转速为600r/min。
15、更进一步地，所述磷系阻燃剂的制备步骤为：
16、步骤a、称取13g 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶于100ml二氯甲烷中，搅拌溶解后记作第一组分，称取6g对羟基苯甲醛溶于50ml二氯甲烷中，超声溶解后记作第二组分；
17、步骤b、将第二组分倒入第一组分中混合均匀，并在80℃的水浴条件下反应4h，反应完成后倒入烧杯内封口静置分层阴干，所得即为磷系阻燃剂。
18、更进一步地，步骤a中搅拌溶解的操作方法为以500r/min的转速搅拌30min，步骤a中超声溶解的操作方法为以28khz的频率超声分散10min，步骤b中混合均匀的操作方法为以300r/min的转速搅拌5min。
19、更进一步地，所述多巴胺型阻燃剂的制备方法为：
20、向200g去离子水中加入0.2g纳米二氧化硅、0.25g盐酸多巴胺和0.4g三（羟甲基）氨基甲烷，充分混匀后滴加质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节ph值至9，超声分散后置于28℃的恒温条件下机械搅拌8h，离心去除滤液后使用去离子水冲洗3次，干燥后所得即为多巴胺型阻燃剂。
21、更进一步地，在多巴胺型阻燃剂的制备方法中，充分混匀的操作方法为以300r/min的转速搅拌30min，超声分散的操作方法为以23khz的频率超声分散5min，机械搅拌的转速为200r/min，离心的操作方法为以6000r/min的转速离心5min，干燥的操作方法为置于55℃的烘箱内干燥3h。
22、一种高阻燃聚醚型tpu材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
23、将100重量份改性聚醚型tpu倒入双辊开炼机内，在前后辊温度分别为110℃和100℃的条件下开炼2-3min，加入5-8重量份磷系阻燃剂、6-10重量份多巴胺型阻燃剂和1-2重量份硅烷偶联剂kh-560后继续开炼10min，打三角包10次后出料，最后于170℃的平板硫化机上预热5min，接着热压3min，再冷压2min出模，所得即为高阻燃聚醚型tpu材料。
24、本专利技术提供了一种高阻燃聚醚型tpu材料及其制备方法，与现有公知技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
25、1、本专利技术在改性聚醚型tpu的制备中加入氨基化纳米二氧化硅，能够使氨基化纳米二氧化硅均匀分散在tpu基体中，形成物理交联点，从而增强tpu的力学强度、模量和耐磨性，纳米级的分散能够显著提高材料的整体力学性能，而且通过氨基化纳米二氧化硅的加入能够改善tpu的回弹性、抗撕裂性和抗疲劳性能；其次，氨基化纳米二氧化硅能够通过其表面性质对紫外线进行屏蔽，从而间接提升tpu的耐紫外线老化性能，氨基化纳米二氧化硅的加入还能够增强tpu的耐水解性能，使其在潮湿环境下仍能保持稳定的性能；最后，氨基化纳米二氧化硅表面的氨基基团具有较高的反应活性，能够与多种分子和基团进行偶联，为tpu后续通过阻燃剂进行功能化改性做出基础。
26、2、本专利技术以双酚芴和苯基磷酰二氯为原料合成的磷基阻燃剂作为扩链剂加入至改性聚醚型tpu的制备中，能够使制备的改性聚醚型tpu具有稳定的阻燃性能，而且磷基阻燃剂作为扩链剂能够参与到tpu的聚合反应中，从而增加tpu分子链的长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述高阻燃聚醚型TPU材料由以下组分组成：改性聚醚型TPU、磷系阻燃剂、多巴胺型阻燃剂和硅烷偶联剂KH-560；
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述氨基化纳米二氧化硅的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述磷基阻燃剂的制备方法为：
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述改性聚醚型TPU的制备步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，步骤1中搅拌条件中搅拌时的转速为200r/min，步骤2中超声分散均匀的操作方法为以28kHz的频率超声分散30min，步骤2中剧烈搅拌条件中搅拌时的转速为600r/min。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述磷系阻燃剂的制备步骤为：
7.根据权利要求6所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，步骤A中搅拌溶解的操作方法为以500r/min的转速搅拌30min，步
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，所述多巴胺型阻燃剂的制备方法为：
9.根据权利要求8所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料，其特征在于，在多巴胺型阻燃剂的制备方法中，充分混匀的操作方法为以300r/min的转速搅拌30min，超声分散的操作方法为以23kHz的频率超声分散5min，机械搅拌的转速为200r/min，离心的操作方法为以6000r/min的转速离心5min，干燥的操作方法为置于55℃的烘箱内干燥3h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高阻燃聚醚型TPU材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，所述高阻燃聚醚型tpu材料由以下组分组成：改性聚醚型tpu、磷系阻燃剂、多巴胺型阻燃剂和硅烷偶联剂kh-560；
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，所述氨基化纳米二氧化硅的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，所述磷基阻燃剂的制备方法为：
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，所述改性聚醚型tpu的制备步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，步骤1中搅拌条件中搅拌时的转速为200r/min，步骤2中超声分散均匀的操作方法为以28khz的频率超声分散30min，步骤2中剧烈搅拌条件中搅拌时的转速为600r/min。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃聚醚型tpu材料，其特征在于，所述磷系阻燃剂的制备步骤为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊杰，
申请(专利权)人：上海皆利新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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