一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒制造技术

本申请涉及聚氨酯技术领域，具体公开了一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒。所述无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒由预混料经过熔融挤出和剪切造粒后得到，所述预混料包括如下重量份的组分：聚酯型TPU 55

【技术实现步骤摘要】
一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒


[0001]本申请涉及聚氨酯
，更具体地说，它涉及一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化的弹性体，具有耐油、耐低温、耐蠕变等特征，而通过添加阻燃剂，还可使TPU材料具备一定的阻燃性能，阻燃TPU材料备受汽车、建筑材料、电缆护套等领域的青睐。目前，卤素阻燃剂对环境的污染已经引起广泛关注，而使用无卤阻燃剂替代传统的卤素阻燃剂生产阻燃TPU产品无疑是实现绿色环保的重要途径。
[0003]相关技术中有一种高阻燃聚氨酯母粒，由预混料经过熔融挤出和剪切造粒后得到，预混料包括如下重量份的组分：聚酯型TPU 60份，无卤阻燃剂45份，无卤阻燃剂由次磷酸铝和三聚氰胺氰尿酸盐按照1:1的重量比混合而成。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，由相关技术中的聚氨酯母粒制造的产品虽然由一定的阻燃性能，但是在潮湿环境下，次磷酸铝的吸湿性使得环境中的水分更容易进入聚氨酯材料中，进而促进酯基的水解。酯基的水解不仅直接影响聚氨酯的力学性能，而且水解产生的羧基对酯基的水解还具有促进作用，严重影响聚氨酯产品的使用寿命。

技术实现思路

[0005]对于使用相关技术中的聚氨酯母粒制造的聚氨酯产品，在潮湿环境下，次磷酸铝的吸湿性会使得环境中的水分更容易进入聚氨酯材料中，促进了酯基的水解，而且水解产生的羧基对酯基的水解还具有促进作用，严重影响聚氨酯产品的使用寿命。为了改善这一缺陷，本申请提供一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒。
[0006]本申请提供一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，采用如下的技术方案：一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，所述无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒由预混料经过熔融挤出和剪切造粒后得到，所述预混料包括如下重量份的组分：聚酯型TPU 55
‑
65份，吸水填料4
‑
8份，无卤阻燃剂40
‑
50份，碳化二亚胺3
‑
5份，所述吸水填料的组分包括铁铝酸四钙粉体，所述无卤阻燃剂包括次磷酸铝。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请在相关技术的基础上进行了改进，通过吸水填料和碳化二亚胺共同发挥抗水解作用。对于使用本申请的聚氨酯母粒制成的聚氨酯产品，当水分进入聚氨酯产品中之后，吸水填料中的铁铝酸四钙与水按照1:7的摩尔比发生反应，参与反应的自由水以结晶水的形式存在于产生的水化铁酸钙和水化铝酸钙中，降低了聚氨酯产品中的自由水含量，阻碍了酯基与自由水的接触。同时，碳化二亚胺能够通过反应消耗聚氨酯产品中的羧基(来自于聚酯型TPU自身以及酯基的水解)，抑制了羧基对酯基水解的催化作用。在吸水填料和碳化二亚胺的共同作用下，即使在次磷酸铝能够充分发挥吸湿性能的湿热环境中，聚氨酯产品的水解速率也能得到明显的减缓，从而阻碍了聚氨酯产品力学
性能的下降，有助于延长聚氨酯产品的使用寿命。
[0008]作为优选，所述吸水填料的组分还包括石膏粉体。
[0009]通过采用上述技术方案，在存在二水石膏的条件下，铁铝酸四钙与水反应产生的水化铝酸钙进一步发生水化反应，最终产生水化硫铝酸钙。在该反应中，水化铝酸钙按照1:19的摩尔比与自由水反应，能够进一步消耗聚氨酯产品中的自由水，缓解了酯基的水解，有助于延长聚氨酯产品的使用寿命。
[0010]作为优选，所述石膏粉体为无水石膏。
[0011]通过采用上述技术方案，当湿热环境中的水汽渗入聚氨酯产品内部后，无水石膏吸收水分，将自由水变为结晶水，并依次转化为半水石膏和二水石膏。与含结晶水的石膏粉体相比，无水石膏在聚氨酯母粒的加工过程中即使受热也不会释放自由水，而自由水的释放与加工过程中的温度条件共同作用会加剧酯基的水解，因此无水石膏的使用减少了聚氨酯母粒中的酯基在加工过程中发生水解的可能。
[0012]作为优选，在所述吸水填料中，石膏与铁铝酸四钙的摩尔比为(4.6
‑
5.0):1。
[0013]通过采用上述技术方案，虽然铁铝酸四钙与二水石膏是按照1:3的摩尔比反应，但是从无水石膏转化为二水石膏仍然需要一定的时间，而水化铝酸钙的水化反应需要二水石膏参与，二水石膏的短缺会对水化铝酸钙消耗自由水的速率造成限制。而在本申请优选的配比中，石膏粉体相对过量，因此无水石膏向二水石膏转化过程中吸收的自由水总量增加，有助于在二水石膏尚未充分产生的情况下消耗自由水。
[0014]作为优选，所述吸水填料按照如下方法制备：(1)将石膏粉体和铁铝酸四钙粉体混合，得到预混粉体；(2)将预混粉体与分散剂混合，然后对混合物进行球磨，得到吸水填料。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请限定了吸水填料的制备方法，在将石膏粉体和铁铝酸四钙粉体初步混合为预混料之后，又添加分散剂进行了球磨，得到了吸水填料。
[0016]作为优选，所述分散剂选用三乙醇胺。
[0017]通过采用上述技术方案，三乙醇胺一方面能够吸附在石膏粉体和铁铝酸四钙粉体，起到减少粉体团聚的作用，同时三乙醇胺还能够改善吸水填料与聚酯型TPU之间的相容性，有利于吸水填料的均匀分散。
[0018]作为优选，所述三乙醇胺的用量为石膏粉体和铁铝酸四钙粉体重量之和的0.5
‑
1.8％。
[0019]通过采用上述技术方案，优选了三乙醇胺的用量，有利于在充分节约三乙醇胺的前提下改善吸水填料的分散效果。
[0020]作为优选，所述铁铝酸四钙粉体按照如下方法制备：(1)将氧化钙、氧化铝、氧化铁按照4:1:1的摩尔比混合，将混合物球磨后得到生料；(2)将生料和助烧剂混合，然后在900
‑
1100℃对生料和助烧剂的混合物进行煅烧，煅烧130
‑
150min后进行冷却，然后对煅烧产物进行球磨，得到铁铝酸四钙粉体。
[0021]通过采用上述技术方案，本申请以氧化钙、氧化铝、氧化铁为原料，在煅烧条件下使氧化钙、氧化铝、氧化铁发生反应形成铁铝酸四钙，然后再经过球磨后得到了铁铝酸四钙粉体。
[0022]作为优选，所述助烧剂包括二氧化锰粉体。
[0023]通过采用上述技术方案，在煅烧过程中，二氧化锰同样能够与氧化钙、氧化铝反应，并产生与铁铝酸四钙结构相似的锰铝酸四钙。新生成的锰铝酸四钙能够为晶种诱导铁铝酸四钙的形成，促进了氧化钙和氧化铝的消耗，有助于减少铁铝酸四钙粉体中的游离氧化钙的含量。
[0024]作为优选，所述二氧化锰粉体的用量为生料重量的0.5
‑
0.7％。
[0025]通过采用上述技术方案，优选了二氧化锰粉体的用量，有助于在充分节约二氧化锰粉体的前提下充分减少铁铝酸四钙粉体中的游离氧化钙的含量。
[0026]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请通过聚氨酯母粒中的吸水填料和碳化二亚胺共同发挥抗水解作用，在二者的共同作用下，即使在次磷酸铝能够充分发挥吸湿性的湿热环境中，聚氨酯产品的水解速率也能得到明显的减缓，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，其特征在于，所述无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒由预混料经过熔融挤出和剪切造粒后得到，所述预混料包括如下重量份的组分：聚酯型TPU55
‑
65份，吸水填料4
‑
8份，无卤阻燃剂40
‑
50份，碳化二亚胺3
‑
5份，所述吸水填料的组分包括铁铝酸四钙粉体，所述无卤阻燃剂包括次磷酸铝。2.根据权利要求1所述的无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，其特征在于，所述吸水填料的组分还包括石膏粉体。3.根据权利要求2所述的无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，其特征在于，所述石膏粉体为无水石膏。4.根据权利要求3所述的无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，其特征在于，在所述吸水填料中，石膏与铁铝酸四钙的摩尔比为(4.6
‑
5.0):1。5.根据权利要求2所述的无卤耐水解高阻燃聚氨酯母粒，其特征在于，所述吸水填料按照如下方法制备：（1）将石膏粉体和铁铝酸四钙粉体混合，得到预混粉体；（2）将预混粉体与分散剂混合，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永兵，张玉文，
申请(专利权)人：南通君越新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：