本发明专利技术提供了一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其成分包括：聚碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂等，具体配方由以下重量组分的原料制成：聚碳酸酯型材料80‑95份、聚醚型材料55‑65份、聚酯型材料45‑55份、阻燃剂15‑25份、抗菌剂3‑6份、防霉剂2‑5份、聚酰胺5‑9份，耐磨增强剂0.8‑2.4份、增塑剂30‑40份、有机铋6‑12份、抗静电剂2‑4份、抗氧化剂0.2‑0.4份、扩链交联剂5‑9份等。本发明专利技术存在以下优点：本发明专利技术的TPU材料具有耐磨性高、弹性韧性好、耐油、耐高低温等特点。
A high performance and flame retardant halogen-free TPU material and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种高性能高阻燃无卤TPU材料及其制备方法
本专利技术涉及TPU材料领域，具体为一种高性能高阻燃无卤TPU材料及其制备方法。
技术介绍
新材料作为十大领域之一，引起了人们的广泛关注。该领域以特种金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点，加快研发先进熔炼、凝固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备，加强基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈。积极发展军民共用特种新材料，加快技术双向转移转化，促进新材料产业军民融合发展。高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。加快基础材料升级换代。热塑型聚氨酯弹性体（TPU）因具有特殊的软硬段嵌段共聚物结构，具有高强度、高模量和优良的机械性能，在特种无机非金属材料和先进复合材料领域中备受关注。和其他弹性体材料相比，TPU硬度范围宽，在耐磨性能、弹性和力学性能等方面具有较好的综合性能，许多领域将其作为线缆护套材料。但普通TPU的氧指数仅为17.0％～18.0％，属于易燃材料，且燃烧时成炭率低、具有强烈的熔滴现象，限制了其应用范围；为增强TPU阻燃性能，目前通用的方法是向其中加入含卤阻燃剂，但含氯阻燃剂主要通过气相阻燃机理达到阻燃效果，燃烧时会释放大量有毒有害气体，不仅污染环境，而且严重影响当事人的生命安全；在此背景下，含氯阻燃剂已经被多国明令禁止。且现在TPU被应用于高性能的电线电缆护套、新能源汽车和航空航天舰船用材料等上。因此为满足上述运用场合的需求，急需要开发一种性能满足物理性能高、阻燃性好、抗菌和高耐磨性等要求的TPU。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种高性能高阻燃无卤TPU材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其成分包括：聚碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂、复合润滑剂，具体配方由以下重量组分的原料制成：聚碳酸酯型材料80-95份、聚醚型材料55-65份、聚酯型材料45-55份，阻燃剂15-25份、抗菌剂3-6份、防霉剂2-5份、聚酰胺5-9份，耐磨增强剂0.8-2.4份、增塑剂30-40份、有机铋6-12份、抗静电剂2-4份、抗氧化剂0.2-0.4份、扩链交联剂5-9份、复合润滑剂0.3-0.9份。优选的，所述高性能高阻燃无卤TPU材料的原料重量组分为：聚碳酸酯型材料85份、聚醚型材料60份、聚酯型材料50份、阻燃剂20份、抗菌剂4份、防霉剂3份、聚酰胺7份、耐磨增强剂1.5份、增塑剂35份、有机铋9份、抗静电剂3份、抗氧化剂0.3份、扩链交联剂7份、复合润滑剂0.6份。优选的，所述聚碳酸酯型材料为聚四氢呋喃及其共聚醚多元醇、聚醚多元醇、聚氧化丙烯多元醇中的一种。优选的，所述聚醚型材料为共聚醚多元醇、聚醚多元醇中的一种，所述聚酯型材料为聚酯多元醇。优选的，所述阻燃剂为含氮阻燃剂中三聚氰胺、双氰胺、胍盐及其磷酸盐类衍生物中的一种或多种。优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。优选的，所述抗静电剂由甘油单硬脂酰酯和乙氧化胺按质量比为10：5组成的复合抗静电剂。优选的，所述扩链交联剂选自乙二醇、丙二醇、二甲硫基甲苯二胺DMTDA、二乙醇胺中的一种。优选的，所述复合润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙或两者按质量比1：1组成的混合物。一种高性能高阻燃无卤TPU材料制备方法，具体包括以下步骤：步骤1、按重量份分别称取碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂、复合润滑剂放入混合搅拌机中；步骤2、将步骤1的混合搅拌机以50-70rpm/min的转速搅拌20-30min，均匀混合；步骤3、将步骤2中所得的混合物放入到干燥箱中，以100-120℃的干燥温度，干燥3.5-4.5h；步骤4、将步骤3中的干燥物从侧喂料口加入双螺杆造粒机，挤出，所述双螺杆造粒机的喂料段温度为100-110℃，混合段温度为125-135℃，挤出段温度为150-160℃，机头温度为130-140℃，得到所述TPU材料。与已公开技术相比，本专利技术存在以下优点：本专利技术的TPU材料具有耐磨性高、弹性韧性好、耐油、耐高低温等特点；聚醚型材料具有耐水解和高回弹的特性，而聚酯型具有耐油和耐溶剂的特性，通过两者的结合，保证合成后的材料不易受环境影响，造成尺寸的差异；采用含氮阻燃剂，受热分解后易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性气体，这些气体的生成和阻燃剂分解吸热带走大部分热量，极大地降低聚合物的表面温度，同时消耗材料表面氧气，达到良好的阻燃效果；添加了抗菌剂和防霉剂，具有抗菌防霉性能高的特点；有机铋增强了TPU材料的耐水解稳定性。具体实施方式为了使本专利技术的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其成分包括：聚碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂、复合润滑剂，具体配方由以下重量组分的原料制成：聚碳酸酯型材料80-95份、聚醚型材料55-65份、聚酯型材料45-55份、阻燃剂15-25份、抗菌剂3-6份、防霉剂2-5份、聚酰胺5-9份，耐磨增强剂0.8-2.4份、增塑剂30-40份、有机铋6-12份、抗静电剂2-4份、抗氧化剂0.2-0.4份、扩链交联剂5-9份、复合润滑剂0.3-0.9份。优选的，所述聚碳酸酯型材料为聚四氢呋喃及其共聚醚多元醇、聚醚多元醇、聚氧化丙烯多元醇中的一种，优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐磨性耐体内氧化性和微生物降解性。优选的，所述聚醚型材料为共聚醚多元醇、聚醚多元醇中的一种，所述共聚醚多元醇、聚醚多元醇具有低毒性、耐水解和高回弹的特性，所述聚酯型材料为聚酯多元醇，聚酯多元醇分子内含有较多的酯基等极性基团，内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性。优选的，所述阻燃剂为含氮阻燃剂中三聚氰胺、双氰胺、胍盐及其磷酸盐类衍生物中的一种或多种，所述受热分解后易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性气体，这些气体的生成和阻燃剂分解吸热带走大部分热量，极大地降低聚合物的表面温度，同时消耗材料表面氧气，达到良好的阻燃效果。优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，该类增塑剂是邻苯二甲酸的酯化衍生物，是最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：其成分包括，聚碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂、复合润滑剂，具体配方由以下重量组分的原料制成：聚碳酸酯型材料80-95份、聚醚型材料55-65份、聚酯型材料45-55份、阻燃剂15-25份、抗菌剂3-6份、防霉剂2-5份、聚酰胺5-9份，耐磨增强剂0.8-2.4份、增塑剂30-40份、有机铋6-12份、抗静电剂2-4份、抗氧化剂0.2-0.4份、扩链交联剂5-9份、复合润滑剂0.3-0.9份。/n
【技术特征摘要】
1.一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：其成分包括，聚碳酸酯型材料、聚醚型材料、聚酯型材料、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、聚酰胺、耐磨增强剂、增塑剂、有机铋、抗静电剂、抗氧化剂、扩链交联剂、复合润滑剂，具体配方由以下重量组分的原料制成：聚碳酸酯型材料80-95份、聚醚型材料55-65份、聚酯型材料45-55份、阻燃剂15-25份、抗菌剂3-6份、防霉剂2-5份、聚酰胺5-9份，耐磨增强剂0.8-2.4份、增塑剂30-40份、有机铋6-12份、抗静电剂2-4份、抗氧化剂0.2-0.4份、扩链交联剂5-9份、复合润滑剂0.3-0.9份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：所述高性能高阻燃无卤TPU材料的原料重量组分为：聚碳酸酯型材料85份、聚醚型材料60份、聚酯型材料50份、阻燃剂20份、抗菌剂4份、防霉剂3份、聚酰胺7份、耐磨增强剂1.5份、增塑剂35份、有机铋9份、抗静电剂3份、抗氧化剂0.3份、扩链交联剂7份、复合润滑剂0.6份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：所述聚碳酸酯型材料为聚四氢呋喃及其共聚醚多元醇、聚醚多元醇、聚氧化丙烯多元醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：所述聚醚型材料为共聚醚多元醇、聚醚多元醇中的一种，所述聚酯型材料为聚酯多元醇。
5.根据权利要求1所述的一种高性能高阻燃无卤TPU材料，其特征在于：所述阻燃剂为含氮阻燃剂中三聚氰胺、双氰胺、...
【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：上海;31
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