CN117050508A - 一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法，所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体制备原料按质量百分比计，包括以下组分：聚醚多元醇45～55％；1，4一丁二醇5～10％；异氰酸酯30～40％；磷酸酯5～10％；2‑甲基‑1，3丙二醇0.5～1％；抗氧剂0.5～1.5％；碳化二亚胺0.4～0.6％；紫外吸收剂0.5～0.8％；E蜡0.1～0.3％；C蜡0.1～0.2％。本发明提供的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体具有优异的透明度和阻燃性能，阻燃性能可达V‑0级别，同时具有优异的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别涉及一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其各项性能优异，可以代替橡胶、软性聚氯乙烯材料PVC。热塑性聚氨酯弹性体具有优异的物理性能，例如耐磨、高拉伸强度及伸长率、耐油等。
现在阻燃TPU大多通过使用TPU基料和阻燃剂(多数是粉体阻燃剂)共混改性得到，这种方式主要是透明度差，如果阻燃剂加的多的话强度会比较差，为了平衡强度，所以阻燃也会变差。
发明内容
本发明提供一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，具有高透明、高阻燃性能，能够应用于新能源、建筑、轨道交通等线缆护套、及管材、电子电器、汽车等领域；此外，本发明还提供了一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。
本发明第一方面提供了一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按质量百分比计，包括以下组分：
在一实施方式中，所述聚醚多元醇的分子量为700～1100。
在一实施方式中，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇。
在一实施方式中，所述抗氧剂由抗氧剂626与抗氧剂1010组成。
在一实施方式中，所述抗氧剂626与所述抗氧剂1010的重量比为1：(1～4)。
在一实施方式中，所述抗氧剂626与所述抗氧剂1010的重量比为1：2。
本发明第二方面提供了上述高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
按照质量分数比称取异氰酸酯、聚醚多元醇、抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3丙二醇、磷酸酯、C蜡；
异氰酸酯作为A料备用；
将抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡投入至聚醚多元醇中，搅拌溶解混匀，得到B料，90℃保温备用；
将1，4-丁二醇与2-甲基-1，3丙二醇混匀，得到C料，60℃保温备用；
将A料、B料、C料在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺杆反应挤出机，同时磷酸酯和C蜡侧加到反应双螺杆中，在双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，切粒、脱水、干燥，得到高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体具有优异的透明度和阻燃性能，阻燃性能可达V-0级别，同时具有优异的机械性能；本发明中直接在TPU合成反应中提高透明度和阻燃效果，并且强度很好，通过降低TPU的结晶性来提高透明度，通过在多元醇中接枝阻燃基团来提高阻燃效果，通过提高TPU分子量来提高机械强度，此外，制备过程中没有经过二次共混改性，机械强度也很高。
2、本发明提供的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体中，采用1，4一丁二醇和2-甲基-1，3丙二醇作为混合扩链剂，提高热塑性聚氨酯弹性体的透明度，通过E蜡和C蜡提高TPU熔体流动性及防止粒子间粘连等
3、本发明提供的制备方法工艺简单、安全，适用于工业化生产。
具体实施方式
在本文中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
实施例1
本实施例提供了一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按质量百分比计，包括以下组分：
其中，本实施例中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇，本实施例中聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000。
本实施例中的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
本实施例中的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体通过以下方法制备而成：
称取配方量的异氰酸酯、聚醚多元醇、抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3丙二醇、磷酸酯、C蜡；
异氰酸酯作为A料，45℃保温备用；
将抗氧剂626、抗氧剂1010、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡投入至聚醚多元醇PTMEG1000中，搅拌溶解混匀，得到B料，90℃保温备用；
将1，4-丁二醇与2-甲基-1，3丙二醇混匀，得到C料，60℃保温备用；
将A料、B料、C料在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺杆反应挤出机，同时磷酸酯和C蜡侧加到反应双螺杆中，在双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，切粒、脱水、干燥，得到高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体。
实施例2
本实施例提供了一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按质量百分比计，包括以下组分：
其中，本实施例中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇，本实施例中聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000。
本实施例中的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
本实施例中的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体通过以下方法制备而成：
称取配方量的异氰酸酯、聚醚多元醇、抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3丙二醇、磷酸酯、C蜡；
异氰酸酯作为A料，45℃保温备用；
将抗氧剂626、抗氧剂1010、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡投入至聚醚多元醇PTMEG1000中，搅拌溶解混匀，得到B料，90℃保温备用；
将1，4-丁二醇与2-甲基-1，3丙二醇混匀，得到C料，60℃保温备用；
将A料、B料、C料在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺杆反应挤出机，同时磷酸酯和C蜡侧加到反应双螺杆中，在双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，切粒、脱水、干燥，得到高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体。
对比例
本对比例提供了一种热塑性聚氨酯弹性体，制备原料按质量百分比计，包括以下组分：
其中，本对比例中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇，本对比例中聚四氢呋喃醚二醇的分子量为2000。。
本对比例中的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
本对比例中的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体通过以下方法制备而成：称取配方量的异氰酸酯、聚醚多元醇、抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3丙二醇、磷酸酯、C蜡；
异氰酸酯作为A料，45℃保温备用；
将抗氧剂626、抗氧剂1010、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡投入至聚醚多元醇PTMEG2000中，搅拌溶解混匀，得到B料，90℃保温备用；
将1，4-丁二醇与2-甲基-1，3丙二醇混匀，得到C料，60℃保温备用；
将A料、B料、C料在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺杆反应挤出机，同时磷酸酯和C蜡侧加到反应双螺杆中，在双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，切粒、脱水、干燥，得到高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体。
试验例
对实施例1、实施例2及对比例中所得热塑性聚氨酯弹性体的性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1
在本发明及上述实施例的教导下，本领域技术人员很容易预见到，本发明所列举或例举的各原料或其等同替换物、各加工方法或其等同替换物都能实现本发明，以及各原料和加工方法的参数上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (7)
1.一种高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，制备原料按质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚醚多元醇的分子量为700～1100。
3.根据权利要求2所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇。
4.根据权利要求1所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂626与抗氧剂1010组成。
5.根据权利要求5所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂626与所述抗氧剂1010的重量比为1：(1～4)。
6.根据权利要求5所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，所述抗氧剂626与所述抗氧剂1010的重量比为1：2。
7.一种权利要求1-6中任一所述的高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照质量分数比称取异氰酸酯、聚醚多元醇、抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3丙二醇、磷酸酯、C蜡；
异氰酸酯作为A料备用；
将抗氧剂、碳化二亚胺、紫外吸收剂、E蜡投入至聚醚多元醇中，搅拌溶解混匀，得到B料，90℃保温备用；
将1，4-丁二醇与2-甲基-1，3丙二醇混匀，得到C料，60℃保温备用；
将A料、B料、C料在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺杆反应挤出机，同时磷酸酯和C蜡侧加到反应双螺杆中，在双螺杆反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，切粒、脱水、干燥，得到高透明高阻燃热塑性聚氨酯弹性体。
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