本发明专利技术涉及一种阻燃热塑性聚氨酯，所述阻燃热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，其中阻燃剂为至少在一定程度上被涂层包裹的金属氢氧化物，且金属氢氧化物为氢氧化铝、氧化铝氢氧化物和所述氢氧化物的混合物，还涉及相关的制备方法和用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种阻燃热塑性聚氨酯，所述阻燃热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，其中阻燃剂为至少在一定程度上被涂层包裹的金属氢氧化物，且金属氢氧化物为氢氧化铝、氧化铝氢氧化物和所述氢氧化物的混合物，还涉及相关的制备方法和用途。【专利说明】包含被涂覆的基于铝的金属氢氧化物的阻燃热塑性聚氨酯 本专利技术涉及阻燃热塑性聚氨酯。
技术介绍
阻燃热塑性聚氨酯为长期已知的。其中可以将含卤素或不含卤素的阻燃剂与热塑 性聚氨酯（TPU)混合。其中包含无卤阻燃剂的TPU的普遍优点是在燃烧时较少产生有毒且 腐蚀性的烟气。包含无卤阻燃剂的TPU的具体优点已有详细记载（例如EP 00617079 B1 ; EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。 含氮和/或含磷阻燃剂可以被用作TPU中的无卤阻燃剂（EP 00617079 B1 ;EP 1874854 B1，EP 1490430 B1)。单独使用含磷阻燃剂通常无法确保足够的阻燃性。相比之 下，单独使用或与含磷阻燃剂结合使用含氮阻燃剂通常可提供TPU以非常好的阻燃性，但 是还存在含氮化合物还会释放例如HCN或者氮氧化物的有毒燃烧气体的缺点。 金属氢氧化物也可以单独或与含磷阻燃剂和/或页硅酸盐结合用作TPU中的无卤 阻燃剂（DE 10 343 121 A1 ;EP 1 167 429 B1 ;EP 01 491 580 B1 ;EP 1 183 306 B1 ;W0 2011/050520 Al)。已经表明，这些混合物首先表现出非常好的阻燃性其次具有非常低的烟 气毒性数值。 基于TPU结合金属氢氧化物的混合物的缺点是抗老化性较低，使所述材料在很多 应用领域不适用。例如，EP 2 374 843 A1中尝试通过加入二价和三价微溶性金属氧化物 来提高抗老化性。 目的 因此，本专利技术的目的在于，提供一种具有良好的机械性能的阻燃热塑性聚氨酯，其 容易通过常规方法进行加工，表现出符合工业要求的阻燃性，且同时具有良好的耐水解性 和抗老化性，尤其是抗氧化老化性。
技术实现思路
出人意料地，所述目的已通过阻燃热塑性聚氨酯实现，所述阻燃热塑性聚氨酯是 基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链 齐U、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，其中 至少一种阻燃剂为至少在一定程度上被涂层涂覆的金属氢氧化物，且金属氢氧化物为氢氧 化铝、氧化铝氢氧化物和所述氢氧化物的混合物。使用被涂覆的金属氢氧化物不仅能实现 改善的机械强度值而且能实现改善的抗老化性。机械强度和抗老化性是基于阻燃热塑性聚 氨酯。所述性能尤其还通过结合优选的实施方案而得到改善。所述涂层在实践中不会对热 塑性聚氨酯的阻燃性能产生任何不良影响。 图1示出了实施例4的实验编号3和6的锥形量热测试结果的图形化描述的 Petrella图。材料对迅速发展的火焰的贡献在X轴上呈增长的趋势。商PHRR/tig以单位 绘出。所述材料对长持续时间火焰（THP)的贡献的趋势绘于y轴，单位为。 此处，具备较好阻燃值的材料显示出最小的X和y值。该图很明显地表明，本专利技术的实验3 显示出显著优于非本专利技术的实验6的阻燃性。 详细描述 阻燃热塑性聚氨酯基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性 的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任 选地添加剂和/或助剂，也可被称为基于热塑性聚氨酯的阻燃性制剂，其中该制剂包含二 异氰酸酯、至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂以及任选地至 少一种催化剂的反应产物，其中该制剂还包含至少一种阻燃剂以及任选地添加剂和/或助 剂。 金属氢氧化物 本专利技术中所使用的氢氧化物是铝的氢氧化物或双氢氧化物。金属氢氧化物的优点 在于在着火情况下它们仅仅释放水，因而不形成任何有毒的或腐蚀性的烟气产物。另外，所 述氢氧化物能够减少着火情况下的烟气浓度。然而，所述物质的的缺点是，其首先促进热塑 性聚氨酯的水解，其次是对聚氨酯的氧化老化具有不利影响。在本专利技术的上下文中，当热塑 性聚氨酯的机械参数如拉伸强度、拉伸断裂应变（tensile strain at break)、抗撕裂蔓延 性（tear-propagation resistance)、柔韧性、耐冲击性、柔软度等随着时间的推移发生不 利变化时，使用氧化老化的表述。为了在实验室中验证老化的过程，首先测量高温老化前的 机械参数，然后测量适当老化后的机械参数。老化时优选的老化温度为113°C或者121°C， 老化7天。根据需要可使用其他温度和时间。 为了实现各种应用所需要的阻燃性，金属氢氧化物的含量优选为约10重量％ 至80重量％。该重量比是基于阻燃热塑性聚氨酯的总重量计，所述阻燃热塑性聚氨酯包 含阻燃剂以及任选地催化剂，且不含有其他的添加剂和/或助剂。在较高的填充量（fill levels)下，相应聚合物材料的机械性能不可接受地受损。例如，尤其是在拉伸强度和拉伸 断裂应变上不可被接受地降低，所述拉伸强度和拉伸断裂应变对电缆绝缘非常重要。因此 加入其他阻燃剂尤其是包含磷的阻燃剂是有利的。如果聚氨酯包含至少一种其他阻燃剂， 则金属氢氧化物的用量优选为10重量％至65重量％,更优选20重量％至50重量％，更优 选25重量％至40重量％。同样，这种重量比是是基于阻燃热塑性聚氨酯的总重量的计，所 述阻燃热塑性聚氨酯包含阻燃剂以及任选地催化剂、添加剂和/或助剂。 优选的金属氢氧化物为氢氧化铝、氧化铝氢氧化物和它们的混合物。一种优选的 混合物是氢氧化铝和氢氧化镁。尤其优选氢氧化铝。非常特别优选氢氧化铝。 金属氢氧化铝的比表面积通常是2m2/g至150m2/g，但比表面积优选为2m2/g至 9m 2/g，更优选 3m2/g 至 8m2/g，尤其优选 3m2/g 至 5m2/g。 比表面积是根据DIN IS09277:2003-05通过BET法使用氮气进行测定的。 涂层材料 本专利技术中，涂层至少在一定程度上包裹着金属氢氧化物的表面，另一个用于此的 表述为"至少在一定程度上涂覆"。涂覆等同于常用的表述"表面处理"。涂层可通过互锁 效应（interlock effects)或通过范德华力纯物理地附着在金属氢氧化物上，或化学键合 至金属氢氧化物上。这主要是通过共价相互作用来实现。 提供包围封闭部分的涂层--本专利技术中的金属氢氧化物，尤其是氢氧化铝、氧化 铝氢氧化物、或所述氢氧化物的混合物，尤其优选氢氧化铝一的表面处理或者表面改性 在文献中有详细记载。"Particulate-Filled Polymer Composites"（第二版），编辑： Rothon, Roger Ν·，2003，Smithers Rapra Technology 是一个描述合适材料和涂层技术的 基础参考著作。第四章尤其相关。合适的材料是市售可得的，例如购自德国的Nabaltec、 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阻燃热塑性聚氨酯，所述阻燃热塑性聚氨酯是基于至少一种二异氰酸酯和至少一种对异氰酸酯具有反应性的物质、优选地至少一种扩链剂、以及任选地至少一种催化剂，且包含至少一种阻燃剂和任选地添加剂和/或助剂，其中一种阻燃剂是至少在一定程度上被涂层包裹的金属氢氧化物，且金属氢氧化物为氢氧化铝、氧化铝氢氧化物和所述氢氧化物的混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·S·亨策，O·穆尔，A·贝特尔斯，S·康拉德，T·弗拉格，H·鲁道夫，C·贝克曼，D·梅耶尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。