【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热塑性聚酯，涉及一种无卤阻燃聚氨酯弹性体及其制备方法，特别涉及一种可广泛应用于电线和电缆行业、管材型材行业、薄膜行业、通用模制等行业的高性能无卤阻燃聚氨酯弹性体材料及其制备方法。
技术介绍
1、热塑聚氨酯弹性体材料具有优异的力学性能、低温柔性、抗撕裂强度、耐磨性及加工性能，其在电线电缆、管材型材、薄膜及通用模制领域有广泛应用。但聚氨酯是一种易燃材料，难以在一些对阻燃有明确要求的领域得到应用。传统的基于溴、氯和氟的卤素添加剂曾被添加于tpu以提高其阻燃性。然而，近年来随着大部分国家和行业对环保安全要求日益严格，限制阻燃tpu制品中不得采用卤素阻燃剂。目前，将磷系和氮系阻燃剂复配是常用的无卤阻燃解决方案。但是，添加这些无卤阻燃剂后，材料的力学性能大幅度下降，应用范围受限。针对这个缺点，有多种改性方法，如可通过调整其软段分子量和硬段含量来提高材料的性能。这些方法通常带来一些负面效果，如降低材料的耐寒性、导致产品的断裂延伸率和韧性下降等，这导致当下难以获取阻燃性能及力学性能俱佳的无卤聚氨酯产品。
2、因此，开发一种兼具优良力学性能且优良阻燃性能的无卤阻燃聚氨酯弹性体材料极具现实意义。
技术实现思路
1、由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种兼具优良力学性能且优良阻燃性能的无卤阻燃聚氨酯弹性体材料，克服了现有无卤阻燃聚氨酯弹性体无法实现阻燃性能及力学性能的良好兼顾的缺陷。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种无
4、多元醇40～90％；
5、镁硅酸纳米晶须0.1～10％；
6、二异氰酸酯30～50％；
7、扩链剂1～15％；
8、复配阻燃剂10～30％；
9、催化剂0.001～0.5％；
10、复配抗氧剂0.1％～3％。
11、应用镁硅酸纳米晶须对聚合物进行填充，可以一定程度上提高材料的力学效果，镁硅酸纳米晶须又称海泡石，其是一种纤维状的含水硅酸镁，其具备晶须状结构特征，这些晶须结构具有很大的纵横比(直径/厚度比约为1000)，其直径通常约为50至10nm，晶须长度约为1至100um。因此，当纳米晶须粘土均匀分散并作为单个针状物在整个聚合物基质中剥离时，由于聚合物和填料之间的表面积接触大，而且，纳米晶须表面含有极性的硅醇基团，可以与聚合物产生静电相互作用，起到了物理交联和加强的作用。
12、本专利技术以镁硅酸纳米晶须作为聚氨酯的填充物，其能够显著提高添加无卤阻燃剂后的聚氨酯材料的力学性能并与阻燃剂协同，确保产品仍能保持良好的阻燃性能——阻燃等级达v-0级，本专利技术的特定配方中各组分相互配合协同，取得了突出的技术效果——兼具优良力学性能且优良阻燃性能，应用前景好。
13、作为优选的技术方案：
14、如上所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，所述多元醇选自聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)、聚乙二醇(peg)、聚氧化丙烯醚多元醇(ppg)和聚乙二醇丙二醇共聚物(peg-co-ppg，cas:9038-95-3)中的一种以上；
15、所述镁硅酸纳米晶须的直径为10～80nm，长度为0.5～30μm；
16、所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(tdi)或1,5-萘二异氰酸酯(ndi)；
17、所述扩链剂为小分子二元醇；
18、所述复配阻燃剂是由磷系阻燃剂和氮系阻燃剂复配得到的；
19、所述催化剂选自有机锡催化剂、有机锌催化剂和有机铋催化剂中的一种以上；
20、所述复配抗氧剂是由okabest clx-50和位阻酚类抗氧剂复配得到的。
21、如上所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，所述多元醇为聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)、聚乙二醇(peg)或聚氧化丙烯醚(ppg)；
22、所述镁硅酸纳米晶须的堆积密度为0.1～1.0g/cm3，比表面积为150～650m3/g；
23、所述扩链剂选自1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇和1,6-己二醇中的一种以上；
24、所述磷系阻燃剂选自无机磷酸盐、次磷酸酯、次磷酸盐和聚合有机磷酸酯阻燃类中的一种以上；
25、所述氮系阻燃剂为三聚氰胺、双氰胺或三聚氰胺氰尿酸盐；
26、所述复合阻燃剂中氮系阻燃剂的质量含量为19～46％，磷系阻燃剂的质量含量为43～64％；
27、所述催化剂选自辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、异辛酸锌和异辛酸铋中的一种以上；
28、所述位阻酚类抗氧剂为1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二特丁基-4-羟基苄基)苯(抗氧剂330)、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基)丁烷(抗氧剂ca)、季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯(抗氧剂1076)或二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)。
29、如上所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，所述多元醇的数均分子量mn为500～3000；
30、所述镁硅酸纳米晶须是未改性的镁硅酸纳米晶须、经长链烷基季铵盐插层剂处理得到的有机改性纳米晶须或者经硅烷处理得到的有机改性纳米晶须。
31、对海泡石即镁硅酸纳米晶须进行有机改性一定程度上能够提高其与聚合物的相容性，即其易于在聚合物中分散和剥离。通过将具有特定功能的基团在粉体表面或层间附着，在其层之间引入多功能有机离子，例如以大分子铵盐或硅烷对酸活化的海泡石进行有机改性，可制备有机海泡石，其热稳定性高，其热分解起始温度超过300℃，晶格破坏温度超过500℃，阻隔性能好，在燃烧过程中可以起到支撑和防滴落的效果，与膨胀型阻燃剂协同作用，还可以促进成碳。
32、本专利技术还提供如上所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体的制备方法，所述方法包括以下步骤：
33、s1、将多元醇、复配抗氧剂和催化剂混合均匀后作为a料，将二异氰酸酯作为b料，将扩链剂作为c料；
34、s2、将a料、b料及c料混合均匀后注入双螺杆挤出机进料段，并将镁硅酸纳米晶须和复配阻燃剂经测喂料进料螺杆注入双螺杆挤出机，与tpu熔体混合、塑化，即得无卤阻燃聚氨酯弹性体。
35、上述制备方法通过双螺杆挤出机连续反应挤出合成，效率高，工艺科学合理，应用前景好。
36、作为优选的技术方案：
37、如上所述的制备方法，所述a料的获取过程如下：将多元醇、复配抗氧剂和催化剂加入a储料罐中混合均匀；
38、所述b料及c料分别放置在b储料罐及c储料罐。
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1.一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于：所述无卤阻燃聚氨酯弹性体主要由以下质量分数的原料制得：
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇选自聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇、聚氧化丙烯醚多元醇和聚乙二醇丙二醇共聚物中的一种以上；
3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇为聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇或聚氧化丙烯醚；
4.根据权利要求3所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇的数均分子量Mn为500～3000；
5.如权利要求1～4任一项所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述A料的获取过程如下：将多元醇、复配抗氧剂和催化剂加入A储料罐中混合均匀；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述将A料、B料及C料混合均匀的具体操作为：将A储料罐、B储料罐和C储料罐中的原料通过管路输送到灌注机注料头混合均匀。
8.根据权利要求7所述的制备方
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述测喂料进料螺杆的转速为15-120r/min；
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，塑化完成后经水下切粒机切粒。
...【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于：所述无卤阻燃聚氨酯弹性体主要由以下质量分数的原料制得：
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇选自聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇、聚氧化丙烯醚多元醇和聚乙二醇丙二醇共聚物中的一种以上；
3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇为聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇或聚氧化丙烯醚；
4.根据权利要求3所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体，其特征在于，所述多元醇的数均分子量mn为500～3000；
5.如权利要求1～4任一项所述的一种无卤阻燃聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘操，张杰，景浩，
申请(专利权)人：景宁华捷新材料科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：
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