【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热塑性高分子材料领域，具体涉及一种耐磨阻燃组合物、tpu材料及其制备方法。
技术介绍
1、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)，其硬度范围宽、耐磨、耐油，透明，弹性好。tpu可以进行再次加工制得tpu制品，tpu制品承载能力、抗冲击性及减震性能突出。在相关技术中，热塑性聚氨酯弹性体橡胶在制备过程中，将各原料混合均匀，然后进行混炼，使得各胶体(热塑性聚氨酯弹性体生胶)、粉体(填料)与原料混炼成块状tpu，所制得的tpu具有较好的力学性质。但是，现有的tpu仍存在耐磨性和阻燃性不高的缺陷。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题之一，本专利技术提供了一种兼具耐磨性能和阻燃性能的组合物、tpu材料及其制备方法。本专利技术的组合物和tpu材料具有突出的耐磨性和阻燃性，可以满足不同行业的使用需求。
2、第一方面，本专利技术提供一种耐磨阻燃组合物，其包括热塑性聚氨酯和改性纤维素，所述改性纤维素经氢氧化镁改性。
3、在一些实施方式中，所述改性纤维素与热塑性聚氨酯的质量比为1：(1.5～9)，例如1：1.5、1：2.5、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7、1：8、1：9等，优选1：(2.5～6)，更优选1：(3～4)。
4、在一些实施方式中，基于改性纤维素与热塑性聚氨酯的总重量，所述改性纤维素的重量占比为10～40％，例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％等，优选15～25％。
5、在一些实施方式中，
6、在一些实施方式中，以重量计，所述组合物包括：70～90份热塑性聚氨酯和10～30份改性纤维素。
7、在一些实施方式中，以重量计，所述组合物包括：75～80份热塑性聚氨酯和20～25份改性纤维素。
8、在一些实施方式中，所述改性纤维素表面还包覆分散剂。在一些实施方式中，所述分散剂的用量为所述改性纤维素质量的0.3％-1％。
9、在一些实施方式中，所述分散剂包括酚醛树脂、钛白粉中的至少一种。钛白粉与酚醛树脂不仅可以提高纤维素的分散性，还可以提高tpu的耐磨性能。在一些实施方式中，所述分散剂包括酚醛树脂和钛白粉，且酚醛树脂和钛白粉的质量比例为(3-8)：(1-5)。
10、在一些实施方式中，所述分散剂中还包括三硬脂酸甘油酯。三硬脂酸甘油酯可以使钛白粉更好地包覆在纤维素上。在一些实施方式中，所述三硬脂酸甘油酯与所述钛白粉的质量比例为(2-5)：(1-5)。在一些实施方式中，所述酚醛树脂、钛白粉、三硬脂酸甘油酯的质量比为(3-8)：(1-5)：(2-5)。
11、在一些实施方式中，所述改性纤维素的制备方法包括如下步骤：
12、s1：将纤维素与有机硅烷偶联剂混合并加热，得到预处理的纤维素；
13、s2：将预处理后的纤维素浸渍于氢氧化镁溶液中，得到氢氧化镁改性的纤维素。
14、在一些实施方式中，所述有机硅烷偶联剂的化学式为(r1)msi(or2)4-m，其中，0≤m≤3，r1选自烷基、烯基、酰氧基烷基、环烷基、芳基、卤代烷基、胺基、卤素、氢原子及其组合，r2选自烷基、环烷基、芳基、卤代烷基、胺基及其组合。
15、在一些实施方式中，r1选自c1-c6烷基、c2-c6烯基、c1-c6酰氧基烷基、胺基及其组合，r2选自c1-c6烷基、c3-c6环烷基、c6-c12芳基和c1-c6卤代烷基。
16、在一些实施方式中，r1选自c1-c6烷基、c2-c6烯基、c1-c6酰氧基烷基、胺基及其组合，r2选自c1-c6烷基。
17、在一些实施方式中，所述有机硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kh-570)。
18、在一些实施方式中，所述有机硅烷偶联剂的用量为所述纤维素质量的10％-15％。
19、在一些实施方式中，所述加热的温度为100-110℃。
20、在一些实施方式中，所述纤维素的纤维长度为10-100μm。
21、在一些实施方式中，所述氢氧化镁溶液为饱和氢氧化镁溶液。
22、在一些实施方式中，所述组合物还包括环氧树脂和聚四氟乙烯以及选自扩链剂、固化剂、无机填充剂和脱模助剂中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述组合物包括热塑性聚氨酯、改性纤维素、环氧树脂、聚四氟乙烯、扩链剂、固化剂、无机填充剂和脱模助剂。
24、tpu是一种较为环保的高分子材料，其力学性质较好，而且具有较好的混溶性。本专利技术通过使用氢氧化镁对纤维素进行改性，将其与tpu复配使用，由于其具有较长纤维，且表面包覆了氢氧化镁，可以提高tpu的力学性能和阻燃性能。
25、此外，聚四氟乙烯可以协同改性后的纤维素提高tpu整体的阻燃性能。环氧树脂可以协同改性后的纤维素提高tpu的力学性质。扩链剂与固化剂可以加速tpu的成型。脱膜助剂可以配合脱模剂，便于tpu后期加工时脱膜。本专利技术所述环氧树脂包括但不限于缩水甘油酯类环氧树脂，例如邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、甲基四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、内次甲基四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯等。
26、在一些实施方式中，所述聚四氟乙烯的分子量为10000～30000。
27、在一些实施方式中，所述改性纤维素与所述无机填充剂的重量比为(1-3)：1，优选(2-3)：1。
28、在一些实施方式中，所述聚四氟乙烯与所述无机填充剂的重量比为(2-4)：1。
29、本专利技术中，以重量份数计，上述组合物中的热塑性聚氨酯的重量为60-90份，例如60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份或它们之间的任意值。
30、本专利技术中，以重量份数计，上述组合物中的改性纤维素的重量为10-40份，例如10份、15份、20份、25份、30份、40份或它们之间的任意值。
31、本专利技术中，以重量份数计，上述组合物中的环氧树脂的重量为10-30份，例如10份、15份、20份、25份、30份或它们之间的任意值。
32、本专利技术中，以重量份数计，上述组合物中的聚四氟乙烯的重量为20-40份，例如20份、25份、30份、35份、40份或它们之间的任意值。
33、在一些实施方式中，以重量份数计，所述组合物包括：热塑性聚氨酯60-90份、改性纤维素10-40份、环氧树脂10-30份、聚四氟乙烯20-40份。
34、在一些实施方式中，以重量份数计，所述组合物包括：热塑性聚氨酯60-90份、改性纤维素10-40份、环氧树脂10-30份、聚四氟乙烯20-40份、扩链剂0.5-3份、固化剂0.5-2份、无机填充剂5-15份、脱模助剂0.1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐磨阻燃组合物，其包括热塑性聚氨酯和改性纤维素，所述改性纤维素经氢氧化镁改性。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，基于改性纤维素与热塑性聚氨酯的总重量，所述改性纤维素的重量占比为10～40％，优选15～25％；
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述改性纤维素的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求1～3任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括环氧树脂、聚四氟乙烯、扩链剂、固化剂、无机填充剂和脱模助剂；
5.根据权利要求1～4任一项所述的组合物，其特征在于，以重量份数计，所述组合物包括：热塑性聚氨酯60-90份、改性纤维素10-40份、环氧树脂10-30份、聚四氟乙烯20-40份、扩链剂0.5-3份、固化剂0.5-2份、无机填充剂5-15份、脱模助剂0.1-1份；
6.根据权利要求4或5所述的组合物，其特征在于，所述环氧树脂包括缩水甘油酯类环氧树脂；和/或，
7.一种TPU材料，其包括权利要求1～6任一项所述的组合物，或其由包括权利要求1～6任一项所述的组合物的原料制
8.一种制备权利要求7所述的TPU材料的方法，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热的温度为180-220℃，加热的时间为2-4h；和/或，
10.如权利要求1～6任一项所述的组合物或者如权利要求7所述的TPU材料在制备耐磨阻燃产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种耐磨阻燃组合物，其包括热塑性聚氨酯和改性纤维素，所述改性纤维素经氢氧化镁改性。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，基于改性纤维素与热塑性聚氨酯的总重量，所述改性纤维素的重量占比为10～40％，优选15～25％；
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述改性纤维素的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求1～3任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括环氧树脂、聚四氟乙烯、扩链剂、固化剂、无机填充剂和脱模助剂；
5.根据权利要求1～4任一项所述的组合物，其特征在于，以重量份数计，所述组合物包括：热塑性聚氨酯60-90份、改性纤维素10-40份、环氧树脂10-30份、聚四氟乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣杰，冯杰，张宪菊，潘声龙，王舒，孙亮，
申请(专利权)人：安徽丰原发酵技术工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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