本发明专利技术提供了一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，所述聚氨酯弹性体复合材料由包括以下重量份的原料加工而成：热塑性聚氨酯弹性体80～90份、聚丙烯树脂10～20份、多聚磷酸铵15～25份、硅酸镁5～10份、阻燃协效剂3～10份、遮光粉10～20份、钛白粉5～10份、相容剂2～5份、交联剂0.5～1.5份、抗氧化剂0～1份、抗紫外吸收剂0～1份、其它添加剂0～5份。其制备方法包括以下步骤：A、阻燃遮光预分散体的制备；B、配料、混料；C、挤出造粒；D、水冷、切粒、烘干。本发明专利技术聚氨酯弹性体复合材料具有良好的阻燃性能和遮光性能，其耐热、耐候、抗紫外性能优良，柔软性能和弹性好，加工性能优良。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料，具体涉及一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、弹性体作为高分子材料行业的后起之秀，近年来得到了越来越得到业界人士的认可。聚氨酯弹性体无毒不刺激，兼具橡胶和塑料的双重特点，其高弹性、耐老化、耐油性等各项优异的性能，已成为业界公认的能够取代传统橡胶和pvc、pp、pe等通用热塑性树脂的新型高分子材料。聚氨酯弹性体作为新型无毒环保材料，其应用范围极广，有着非常广阔的发展空间。
2、聚氨酯弹性体性能的可调节范围大、耐磨性能优越、加工方式多样，适用性广泛、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。
3、但是聚氨酯弹性体也存在缺点，其阻燃性能差，燃烧速度快且过程中会产生过度溶滴，容易导致火势加速蔓延。浙江华峰热塑性聚氨酯有限公司在中国专利cn110922557a中公开了一种高硬度热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，通过加入一种特定的多元醇，得到了一种高硬度热塑性聚氨酯弹性体。该公司还在中国专利cn110283298中公开了一种湿地止滑、耐磨型热塑性聚氨酯及其应用，提高了聚氨酯材料的防滑性能和耐磨性能。但是上述专利都没有对聚氨酯的阻燃做出改进，在日常生活使用中存在着极大的安全隐患。北京理工大学和国华北理科技有限公司在中国专利中cn113563563a公开了一种低密度耐疲劳微孔聚氨酯弹性体减振垫及其制备方法，直接采用了未经任何处理的甲基磷酸二甲酯作为阻燃剂，但是制得的产品防火等级为b2级，阻燃效果不佳，应用的场景有限。
4、另一方面，弹性体材料一般为透明或者半透明性高分子材料，其透光性大大限制了其使用领域。为制备不透明的遮光类产品，行业内通常在弹性体材料配方体系中加入大量的无机添加剂如碳酸钙、钛白粉、高岭土、硫酸钡以及硫化锌等起到遮光效果。例如上海日之升科技有限公司在中国专利cn112724631a中公开了一种高遮光高反射聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下重量份的各组分：聚碳酸酯75～95份、反射增强剂1～10份、二氧化钛3～15份、聚四氟乙烯0.1～1份，通过高速混料、挤出造粒的方式制得的高遮光高反射聚氨酯复合材料，产品光滑，遮光性能好，但是此专利技术制得的复合材料其加工性能和力学性能不佳，且失去了弹性体材料的可弹性，市场应用有局限性。
技术实现思路
1、针对现有技术中聚氨酯弹性体材料存在的问题，本专利技术提供了一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。
2、本专利技术的一个目的通过以下技术方案来实现：
3、一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，所述聚氨酯弹性体复合材料由包括以下重量份的原料加工而成：热塑性聚氨酯弹性体80～90份、聚丙烯树脂10～20份、多聚磷酸铵15～25份、硅酸镁5～10份、阻燃协效剂3～10份、遮光粉10～20份、钛白粉5～10份、相容剂2～5份、交联剂0.5～1.5份、抗氧化剂0～1份、抗紫外吸收剂0～1份、其它添加剂0～5份。
4、作为优选，所述热塑性聚氨酯弹性体的熔融指数＞10g/10min(按照温度230℃，口模2.095mm，负荷2.16kg测试)，高熔融指数的聚氨酯弹性体减弱了复合材料体系中其它无机组分的加入对材料加工流动性和弹性的影响。
5、作为优选，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂，是丙烯单体与乙烯单体的共聚物。
6、进一步优选，所述共聚聚丙烯树脂的熔融指数为20～25g/10min(按照温度230℃，口模2.095mm，负荷2.16kg测试)。高熔融指数的共聚聚丙烯不仅具有良好的力学性能，且其与它无机阻燃和遮光类添加剂还具有良好的相容性。本复合材料体系中引入共聚聚丙烯，不仅提高了整体复合材料体系的相容性，还提高了材料的力学性能，也降低了复合材料成本。此外，共聚聚丙烯是一种结晶性高分子化合物，其高结晶度也能降低复合材料的透光性能。
7、作为优选，所述阻燃协效剂为烷基次膦酸铝和锡酸锌的混合物。烷基次膦酸铝可以列举为二乙基次膦酸铝、二烷基次磷酸铝、二丁基次磷酸铝等。
8、进一步优选，所述阻燃协效剂中烷基次膦酸铝和锡酸锌的质量比为(1.5～3)：1。
9、再进一步优选，所述烷基次膦酸铝和锡酸锌的质量比为2：1。
10、本专利技术中的阻燃剂以多聚磷酸铵和硅酸镁为主阻燃剂、有机类烷基次膦酸铝和锡酸锌的混合物为阻燃协效剂的复配型阻燃剂。多聚磷酸铵为磷氮类膨胀型阻燃剂，高温下分解成磷酸或其酸酐，能促进成炭和膨胀，形成的炭层可以隔热隔氧，在燃烧期间还能产生自由基来捕获燃烧自由基，中断燃烧链反应来提高材料阻燃性。硅酸镁能有效促进成炭过程，不仅提高了燃烧时成炭量，还使炭层更加致密。此外，硅酸镁还能够在高温下分解，释放出水分，从而冷却物体表面，起到防火的作用。烷基次膦酸铝中磷含量高，其在高温燃烧时能更快的产生磷氧自由基与聚合物分解的可燃自由基集合，生产磷酸铝或者其它磷酸类不燃物，另外烷基次膦酸铝高温吸热，分解成偏聚焦磷酸类玻璃态物质，一方面促进高分子材料脱水成碳，另一方面该玻璃态物质覆盖于可燃物表面阻止氧气和热量交换起到固相阻燃的作用。锡酸锌在受热分解后形成金属氧化物或金属氢氧化物和无机酸等，从而消耗燃烧过程中的热量，同时，锡酸锌阻燃剂也能够在可燃物表面形成一层氧化物保护层，阻止燃烧蔓延达到阻燃目的。多体系阻燃的协同作用，使得本专利技术材料的阻燃剂添加量可以大幅度降低，在达到高阻燃效果的前提下，保证了弹性体复合材料的加工流动性和可弹性，实现了阻燃剂的低量高效作用。
11、作为优选，所述遮光粉为蒙拓土、铝镁水滑石、氧化锌的混合物。
12、进一步优选，所述遮光粉的平均粒径为1～100nm。
13、进一步优选，所述蒙拓土、铝镁水滑石、氧化锌的质量比为(4～6)：(2～4)：(1～3)。
14、再进一步优选，所述蒙拓土、铝镁水滑石、氧化锌的质量比为5:3:2。
15、遮光粉的加入，能够阻止可见光在复合材料体系中传播，以此来提高聚氨酯弹性体的遮光性能。铝镁水滑石和蒙脱土都具有独特的一维层状纳米结构，使其对光线有很好的阻隔作用，高密度的金属氧化锌能进一步阻断光波在材料体系中的传输。铝镁水滑石和蒙脱土共同使用，还能增加材料的阻燃性能和提高材料在高温加工时的热稳定性。
16、作为优选，所述钛白粉为金红石型钛白粉。钛白粉能反射太阳光中占能量90％的可见光和近红外光，配合本专利技术遮光粉的使用，进一步提高了材料的遮光性能，另外，钛白粉还能提高材料的抗老化特性。
17、作为优选，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的共聚物。
18、进一步优选，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的共聚物包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-丁烯共聚物中的一种或多种。
19、进一步优选，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体复合材料由包括以下重量份的原料加工而成：热塑性聚氨酯弹性体80～90份、聚丙烯树脂10～20份、多聚磷酸铵15～25份、硅酸镁5～10份、阻燃协效剂3～10份、遮光粉10～20份、钛白粉5～10份、相容剂2～5份、交联剂0.5～1.5份、抗氧化剂0～1份、抗紫外吸收剂0～1份、其它添加剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体的熔融指数＞10g/10min(按照温度230℃，口模2.095mm，负荷2.16Kg测试)。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂；
4.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为烷基次膦酸铝和锡酸锌的混合物；
5.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述遮光粉为蒙拓土、铝镁水滑石、氧化锌的混合物；</p>6.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述相容剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-丁烯共聚物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述交联剂包括2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑、四异氰酸酯、聚丙二醇缩水甘油醚、1，4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体复合材料的透光率≤5％。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体复合材料的透光率为0。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
...
【技术特征摘要】
1.一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体复合材料由包括以下重量份的原料加工而成：热塑性聚氨酯弹性体80～90份、聚丙烯树脂10～20份、多聚磷酸铵15～25份、硅酸镁5～10份、阻燃协效剂3～10份、遮光粉10～20份、钛白粉5～10份、相容剂2～5份、交联剂0.5～1.5份、抗氧化剂0～1份、抗紫外吸收剂0～1份、其它添加剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体的熔融指数＞10g/10min(按照温度230℃，口模2.095mm，负荷2.16kg测试)。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯树脂；
4.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，其特征在于，所述阻燃协效剂为烷基次膦酸铝和锡酸锌的混合物；
5.根据权利要求1所述的一种阻燃和高遮光性能的聚氨酯弹性体复合材料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊圣东，徐斌跃，
申请(专利权)人：宁波先锋新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。