一种阻燃性聚氨酯及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种阻燃性聚氨酯及其制备方法，所述阻燃性聚氨酯包含复合阻燃剂和聚氨酯，所述复合阻燃剂包含含溴阻燃剂以及含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂，所述含溴阻燃剂为含溴的酚类化合物及其环氧树脂。含溴阻燃剂与含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂在阻燃效果上具有协同作用，能够增强复合阻燃剂的阻燃性能，因此增强最终得到的聚氨酯的阻燃性能，并且使得本发明专利技术的阻燃性聚氨酯具有良好的机械性能和耐热性能，是一种具有较大的经济性及环保友好型的聚氨酯。

A kind of flame retardant polyurethane and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃性聚氨酯及其制备方法
本专利技术属于阻燃材料领域，涉及一种阻燃性聚氨酯及其制备方法。
技术介绍
以手机、电脑、摄像机、电子游戏机为代表的电子产品、以空调、冰箱、电视影像、音响用品等为代表的家用、办公电器产品以及其他领域使用的各种产品，为了安全，很大部分的产品都要求其具备不同程度的阻燃性能。为了使产品达到所要求的阻燃性能或等级，传统的技术常常使用向材料体系中添加含卤素的阻燃物质，例如向体系材料中添加如十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯或六溴环十二烷等含溴量比较高的或含卤素量比较高的有机化学物质，这些含卤素的阻燃物质虽然阻燃性较好，但是其使用量比较大，例如在工程塑料的制备中，为了达到较好的阻燃效果，使用含溴的阻燃剂时，要保证工程塑料中溴含量在20％以上，这造成产品中溴元素含量较高，而产品中卤素含量高也会带来一些不利的影响，例如在高温或燃烧时会产生难降解的有害物质如二恶英类有机卤素化学物质污染环境、影响人类及动物健康。因此，如何降低阻燃剂的使用量又能够保证阻燃效果是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种阻燃性聚氨酯及其制备方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种阻燃性聚氨酯，所述阻燃性聚氨酯包含复合阻燃剂和聚氨酯，所述复合阻燃剂包含含溴阻燃剂以及含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂，所述含溴阻燃剂为含溴的酚类化合物及其环氧树脂。在本专利技术的阻燃树脂组合物中利用含溴阻燃剂配合含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂组成协效阻燃剂，再配合聚氨酯能够使其组合物制备得到的聚氨酯塑料具有良好的阻燃性和良好的机械性能。在本专利技术的复合阻燃剂中必需包含含溴阻燃剂，而对于含硫阻燃剂和含磷阻燃剂可以包含其中一种也可以二者都包含在复合阻燃剂中，优选地，所述复合阻燃剂包含含溴阻燃剂、含硫阻燃剂和含磷阻燃剂，所述含溴阻燃剂为含溴的酚类化合物及其环氧树脂。优选地，所述阻燃性聚氨酯中含溴阻燃剂所占重量百分比含量为10％以下，例如10％、9％、8.5％、8％、7％、7.5％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.3％、0.1％等等，优选1-5％。优选地，所述阻燃性聚氨酯中含硫阻燃剂所占重量百分比含量为0.2％以上，例如0.2％、0.25％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.5％、1.8％、2％等，优选0.2-1％。优选地，所述阻燃性聚氨酯中含磷阻燃剂所占重量百分比含量为0.2％以上，例如0.2％、0.25％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、3％、4％、5％等，优选0.2-2％。在本专利技术限定的含溴阻燃剂、含硫阻燃剂以及含磷阻燃剂的含量范围内，含溴阻燃剂与含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂相互协调，协同增强阻燃性能，既能够保证聚氨酯具有较好的阻燃性能，又能够将溴元素含量控制在较低范围，从而降低由于高温产生有害物质的可能，并且在该含量范围内，制备得到的阻燃性聚氨酯的各方面性能可以得到优化，具有良好的机械性能和阻燃性能以及耐热性。传统的含溴阻燃剂在工程材料中应用时要保持溴元素含量在20％以上才能起到较好的阻燃效果，以保证聚氨酯的阻燃性能，本专利技术通过在含溴阻燃剂的基础上加入少量的含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂组成复合阻燃剂，可以使得含溴阻燃剂与含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂的阻燃效果相互促进，达到协同阻燃的效果，同时减少了含溴阻燃剂的使用量，节约成本，并且能够保证聚氨酯具有良好的机械性能。在本专利技术中，阻燃性聚氨酯中各组分含量均是以阻燃性聚氨酯的总重量为100％计算的。优选地，所述含溴阻燃剂为溴化酚醛树脂、溴化酚醛环氧树脂、溴化双酚A、溴化双酚A衍生物、溴化双酚A型环氧树脂、四溴双酚S、四溴双酚烯丙醚、三溴苯酚或五溴苯酚中的任意一种或至少两种的组合，优选溴化双酚A、溴化双酚A衍生物或溴化双酚A型环氧树脂。优选地，所述含硫阻燃剂为对苯二硫酚和/或4,4'-二氨基二苯二硫醚，优选对苯二硫酚。优选地，所述含磷阻燃剂为DOPO醚化双酚A、DOPO改性环氧树脂、三(2,6-二甲基苯基)膦、四-(2,6-二甲苯基)间苯二酚双磷酸酯、间苯二酚四苯基二磷酸酯、磷酸三苯酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷腈阻燃剂、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基萘基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物阻燃剂中的任意一种或者至少两种的混合物。在本专利技术的复合阻燃剂中可以根据需要加入其他阻燃材料。优选地，所述其他阻燃材料为有机硅阻燃剂、含氯有机阻燃剂、含氮有机阻燃剂或无机阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述含氯有机阻燃剂为四氯邻苯二甲酸二辛酯、氯茵酸酐、氯茵酸或四氯双酚A中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述含氮有机阻燃剂为双氰胺、联二脲或三聚氰胺中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑或硼酸锌中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述阻燃性聚氨酯中聚氨酯所占的重量百分比为80-95％，例如80％、83％、85％、88％、90％、92％、94％或95％。所述阻燃性聚氨酯还包含重量百分比为1-3％的耐热改性剂，例如耐热改性剂的含量可以为1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％或3％。优选地，所述耐热改性剂为N-2,6-二甲基苯基马来酰亚胺耐热改性剂。优选地，所述阻燃性聚氨酯中还包含重量百分比为1-3％的抗氧剂，例如抗氧剂的含量可以为1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％或3％。优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂1076中的任意一种或至少两种的组合。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的阻燃性聚氨酯的制备方法，所述方法为：将所述复合阻燃剂、聚氨酯颗粒、耐热改性剂和抗氧剂混合均匀，而后挤出造粒得到所述阻燃性聚氨酯。优选地，所述混合在高压均质机中混合，所述混合温度为60-80℃(例如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃或78℃)，混合时间为10-20min(例如12min、14min、16min或18min)，所述高压均质机中的压强为15-20Mpa(例如16Mpa、17Mpa、18Mpa或19Mpa)；优选地，所述挤出在双螺杆挤出机中进行，在双螺杆挤出机各段温度为：一区温度170-180℃(例如170℃、173℃、175℃、178℃或180℃)，二区温度180-190℃(例如180℃、183℃、185℃、188℃或190℃)，三区温度210-230℃(例如210℃、212℃、215℃、218℃、220℃、223℃、225℃、228℃或230℃)，四区温度240-260℃(例如240℃、243℃、245℃、248℃、250℃、253℃、255℃、258℃或260℃)，五区温度170-180℃(例如170℃、173℃、175℃、178℃或180℃)。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的阻燃性聚氨酯中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述阻燃性聚氨酯包含复合阻燃剂和聚氨酯，所述复合阻燃剂包含含溴阻燃剂以及含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂，所述含溴阻燃剂为含溴的酚类化合物及其环氧树脂。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述阻燃性聚氨酯包含复合阻燃剂和聚氨酯，所述复合阻燃剂包含含溴阻燃剂以及含硫阻燃剂和/或含磷阻燃剂，所述含溴阻燃剂为含溴的酚类化合物及其环氧树脂。2.根据权利要求1所述的阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述阻燃性聚氨酯中含溴阻燃剂所占重量百分比含量为10％以下，优选1-5％；优选地，所述阻燃性聚氨酯中含硫阻燃剂所占重量百分比含量为0.2％以上，优选0.2-1％；优选地，所述阻燃性聚氨酯中含磷阻燃剂所占重量百分比含量为0.2％以上，优选0.2-2％。3.根据权利要求1或2所述的阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述含溴阻燃剂为溴化酚醛树脂、溴化酚醛环氧树脂、溴化双酚A、溴化双酚A衍生物、溴化双酚A型环氧树脂、四溴双酚S、四溴双酚烯丙醚、三溴苯酚或五溴苯酚中的任意一种或至少两种的组合，优选溴化双酚A、溴化双酚A衍生物或溴化双酚A型环氧树脂。4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述含硫阻燃剂为对苯二硫酚和/或4,4'-二氨基二苯二硫醚，优选对苯二硫酚；优选地，所述含磷阻燃剂为DOPO醚化双酚A、DOPO改性环氧树脂、三(2,6-二甲基苯基)膦、四-(2,6-二甲苯基)间苯二酚双磷酸酯、间苯二酚四苯基二磷酸酯、磷酸三苯酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷腈阻燃剂、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基萘基)-10-氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物阻燃剂中的任意一种或者至少两种的混合物。5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻燃性聚氨酯，其特征在于，所述复合阻燃剂还包含其他阻燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庆崇，
申请(专利权)人：广东广山新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44