【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料領域，具體涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體材料。
技術介紹
1、多面體低聚倍半硅氧烷(polyhedral?oligomeric?silsesquioxane，簡稱poss)是一種特殊的有機非晶狀材料，它是一種多環狀有機單體，由硅框架(silicon?framework)及其嵌鍵的氧原子組成，是一種無機-有機雜化納米材料，poss中的無機硅籠核受熱分解形成致密的陶瓷阻隔層，隔絕可燃氣體的釋放和外部熱量進入內部，進而延緩材料進一步分解，poss在阻燃劑領域顯示出巨大的應用潛力。
2、熱塑性聚氨酯彈性體(tpu)主要有聚酯型和聚醚型，其硬度范圍比較寬，其具有優異的機械性能，耐磨，耐油且具有優異的彈性。目前tpu材料在鞋材，管材，輪胎，膜材料及電纜料中有著大量的應用。tpu電纜料在國外市場上已經有很多種可以滿足ul電線阻燃要求的低煙、無鹵阻燃tpu電纜料，國內生產的低煙無鹵阻燃tpu電纜料綜合性能較進口產品相差還比較遠。技術壟斷導致進口高阻燃tpu電纜料的價格一直居高不下。隨著新能源政策的提出，我國也開始大力開發阻燃tpu材料，但因國內阻燃技術的限制，高阻燃的tpu材料開發一直未有明顯的進展。這個限制了tpu在國內的應用，因此開發一款高阻燃的tpu材料十分必要。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術的不足，本專利技術提出一種熱塑性聚氨酯彈性體材料，旨在解決目前tpu材料阻燃性差的問題。
2、本專利技術的上述目的是通過如下技術方案進行實現的：
4、熱塑性聚氨酯彈性體70-90份，
5、磷系阻燃劑10-30份，
6、氮系阻燃劑10-30份，
7、改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑2-8份，
8、其中，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑的結構為：
9、
10、其中，r為非反應性基團，為異丁基、異辛基、乙基、環己基、環戊基、或苯基等，r1為正丙基或亞苯基；
11、r2為碳氫比大于1的環狀結構，包括苯并呋喃基團、多環芳香族基團中的至少一種。
12、在本專利技術的一些實施例中，所述苯并呋喃基團包括苯并呋喃基團、二苯并呋喃基團中的至少一種；
13、和/或，所述多環芳香族基團包括萘環基團、蒽環基團、菲環基團、苊環基團、芴環基團和苝環基團中的至少一種。
14、在本專利技術的一些實施例中，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑由化合物1與化合物2在催化劑作用下脫水反應制得，反應路線如下：
15、
16、在本專利技術的一些實施例中，所述化合物1與化合物2的摩爾比為2：1。
17、在本專利技術的一些實施例中，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑的制備方法包括如下步驟：
18、將化合物1溶于有機溶劑中，在催化劑的作用下，加入化合物2水溶液，進行催化反應后洗滌干燥，得到所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑；
19、其中，所述有機溶劑包括醇類、芳香烴類、脂肪烴類、脂環烴類、醚類、酮類及二醇衍生物中的至少一種；
20、所述催化劑包括酸性催化劑、金屬催化劑、堿性催化劑中的至少一種。
21、在本專利技術的一些實施例中，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料以重量份計，包括：
22、熱塑性聚氨酯彈性體70-90份，
23、磷系阻燃劑10-20份，
24、氮系阻燃劑10-20份，
25、改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑2-8份。
26、在本專利技術的一些實施例中，所述熱塑性聚氨酯彈性體包括聚醚型或聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體。
27、在本專利技術的一些實施例中，所述磷系阻燃劑包括無機磷阻燃劑或有機磷阻燃劑，所述無機磷阻燃劑包括紅磷、磷酸鹽、聚磷酸鹽中的至少一種；所述有機磷阻燃劑包括磷酸酯、亞磷酸酯、氧化磷中的至少一種；
28、和/或，所述氮系阻燃劑包括三聚氰胺尿酸鹽、三聚氰氨磷酸鹽、三聚氰氨無機酸鹽、雙氰胺、三聚氰胺中的至少一種。
29、在本專利技術的一些實施例中，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料還包括潤滑劑、抗氧劑、抗水解劑、消光劑中的至少一種；其中，原料以重量份計，所述潤滑劑0.5-1份，所述抗氧劑0.5-2份，所述抗水解劑0.5-2份，所述消光劑2-10份。
30、本專利技術第二方面，提供一種上述熱塑性聚氨酯彈性體材料的制備方法，包括以下步驟：將所述原料混合均勻，經過擠出機擠出造粒，得到顆粒料，即所述熱塑性聚氨酯彈性體材料。
31、在本專利技術的一些實施例中，所述原料還包括潤滑劑、抗氧劑、抗水解劑、消光劑中的至少一種；
32、和/或，所述擠出機為雙螺桿擠出機，所述擠出溫度為160-180℃，螺桿轉速150-170r/min。
33、本專利技術熱塑性聚氨酯彈性體材料包括熱塑性聚氨酯彈性體、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑。由于改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑中含有硼元素、碳氫比大于1的環狀結構r2以及2個無機硅籠核，硼元素在燃燒的過程中形成硼酸，硼酸使材料表面脫水碳化，形成碳層；2個無機硅籠核受熱分解形成致密的陶瓷阻隔層，隔絕可燃氣體的釋放和外部熱量進入內部；碳氫比大于1的環狀結構r2擁有較高的碳氫比，苯并呋喃基團、多環芳香族基團含有大量的碳元素，大量的碳元素在燃燒過程中會形成玻璃狀保護膜或隔熱焦炭層，這些保護膜或焦炭層能夠隔絕空氣，阻止熱量的傳遞，減少可燃性氣體的釋放，這些結構通過在燃燒過程中形成碳層、陶瓷阻隔層、保護膜或隔熱焦炭層等保護層，防滴落效果大大提升，同時，隔絕熱量和氧氣傳遞，減少可燃性氣體釋放，多種機制共同作用，顯著提升了材料的阻燃性能。進一步的，改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑與提供酸源的磷系阻燃劑、提供氣源的氮系阻燃劑相互配合、協同阻燃，降低阻燃劑用量的同時提升熱塑性聚氨酯彈性體材料的阻燃性能和力學性能。本專利技術提供的熱塑性聚氨酯彈性體材料阻燃性能優異。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料以重量份計，包括：
2.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述苯并呋喃基團包括苯并呋喃基團、二苯并呋喃基團中的至少一種；
3.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑由化合物1與化合物2在催化劑作用下脫水反應制得，反應路線如下：
4.如權利要求3所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述化合物1與化合物2的摩爾比為2：1。
5.如權利要求3所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑的制備方法包括如下步驟：
6.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料以重量份計，包括：
7.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體包括聚醚型或聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體。
8.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所
9.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料還包括潤滑劑、抗氧劑、抗水解劑、消光劑中的至少一種；其中，原料以重量份計，所述潤滑劑0.5-1份，所述抗氧劑0.5-2份，所述抗水解劑0.5-2份，所述消光劑2-10份。
10.一種如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將所述原料混合均勻，經過擠出機擠出造粒，得到顆粒料，即所述熱塑性聚氨酯彈性體材料。
11.如權利要求10所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料的制備方法，其特征在于，所述原料還包括潤滑劑、抗氧劑、抗水解劑、消光劑中的至少一種；
...【技術特征摘要】
1.一種熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料以重量份計，包括：
2.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述苯并呋喃基團包括苯并呋喃基團、二苯并呋喃基團中的至少一種；
3.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑由化合物1與化合物2在催化劑作用下脫水反應制得，反應路線如下：
4.如權利要求3所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述化合物1與化合物2的摩爾比為2：1。
5.如權利要求3所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述改性多面體低聚倍半硅氧烷及其衍生物阻燃協效劑的制備方法包括如下步驟：
6.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體材料的原料以重量份計，包括：
7.如權利要求1所述的熱塑性聚氨酯彈性體材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈...
【專利技術屬性】
技術研發人員：薄強龍，董鑫，劉偉奇，周丹，熊喜科，鄭海梅，朱柳青，李經林，王英杰，符日菲，
申請(專利權)人：深圳市沃爾核材股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。