一种高弹性高阻燃TPU发泡材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种高弹性高阻燃tpu发泡材料及其制备方法，属于高分子材料制备。

背景技术：

1、目前，tpu材料具有很好的力学性能、耐撕裂强度、低温柔顺性，在很多领域有着广泛的应用。tpu阻燃材料现在正成为一种高级的线缆材料，用于充电桩的线缆护套，医疗线缆等。tpu阻燃发泡材料，暂时还未见应用。主要原因在于常见的tpu阻燃材料中一般会含有15-35份的阻燃剂，大量的阻燃剂作为填充加入，会影响tpu的熔体强度，降低tpu的弹性，同时阻燃剂分散不均，在高压下发泡时，会产生泡孔大小不一或破泡的现象，降低了发泡材料的性能，影响后期的使用。

2、有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种高弹性高阻燃tpu发泡材料及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高弹性高阻燃tpu发泡材料及其制备方法。

2、本发明的一种高弹性高阻燃tpu发泡材料及其制备方法，按重量份数计包括以下原料：

3、热塑性聚胺酯弹性体颗粒：70-90份；

4、微胶囊阻燃剂:5-25份；

5、阻燃助剂:1-5份；

6、交联助剂：0.5-3份；

7、抗滴落助剂：0.1-2份；

8、其他助剂：0.5-5份。

9、进一步的，所述微胶囊阻燃剂的囊芯为次磷酸铝、烷基次磷酸铝、多聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或多种。

10、进一步的，所述微胶囊阻燃剂其囊壁为聚脲、聚胺酯、环氧树酯中的一种，优选为聚胺酯材料。

11、进一步的，所述阻燃助剂为纳米氧化物、纳米氢氧化物、层状硅酸盐、纳米磷酸锆、碳纳米管中的一种或几种协同使用。

12、进一步的，所述的交联助剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双二五)、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、含有活性-nco的聚胺酯预聚物中的一种或多种，优选为含有活性-nco的聚胺酯预聚物。

13、进一步的，所述的抗滴落助剂为聚四氟乙烯，其可以为纯粉型的聚四氟乙烯颗粒，也可以为包覆型的聚四氟乙烯颗粒。

14、进一步的，所述的其他助剂为紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、抗水解助剂中的一种或多种；

15、其中紫外吸收剂包括苯并三唑类和乙二酰胺类，包括2-(2‘-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2‘-羟基-3‘-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2‘-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、n-(2-乙氧基苯基)-n'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺；

16、光稳定剂包括受阻胺类，包括双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)；

17、抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4－羟基苯基]季戊四醇酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮等受阻酚或半受阻酚类抗氧剂；

18、抗水解剂为碳化二亚胺类的化合物；

19、进一步的，将制备阻燃tpu所需要的材料，包括tpu颗粒、微胶囊阻燃剂、阻燃助剂、交联助剂、抗滴落助剂、其他助剂等，按比例放入高混机中，充分混合均匀，将均混物经过双螺杆挤出机，在160℃-220℃的温度下，熔融共混，通过水下切粒，得到微型的改性颗粒。将上述得到的微型改性颗粒，放入高压釜中，通入二氧化碳与氮气，在15-25mpa,100℃-150℃的条件下，充分浸渍，泄压，得到高阻燃、高回弹的tpu发泡珠粒；再将上述得到的发泡珠粒，经过水蒸汽成型，蒸汽压力在0.5kg-3.0kg的范围内，得到高阻燃、高回弹的tpu发泡材料。

20、借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

21、本发明采用了具有微胶囊结构的阻燃剂，其囊壁采用了与tpu完全相容的聚胺酯材料或与tpu相容性很好的聚脲、环氧树脂材料，解决了阻燃剂在tpu中的相容性差，分散性不好的现象，不会因为阻燃剂的团聚而产生发泡粒子的泡孔孔径大小不一或破泡的现象，同时高分散性提高了阻燃效率，使阻燃剂的总用量得到降低；该阻燃发泡材料中还采用一种或几种无机纳米材料，作为阻燃助剂，与常规阻燃剂具有很好的协同效果，可进一步减少阻燃剂的总用量，减少了对tpu材料熔体强度影响。无机纳米材料在超临界发泡时，还是一种高效的发泡成核剂，有利于泡孔的形成。采用该配方制作的tpu阻燃粒子，阻燃剂与tpu的相容性好，阻燃效率高，超临界发泡的工艺窗口宽，泡孔细腻均匀，能够保持tpu的高弹性，是一种适合超临界发泡的专用材料。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

技术特征：

1.一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于，按重量份数计包括以下原料：

2.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述微胶囊阻燃剂的囊芯为次磷酸铝、烷基次磷酸铝、多聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述微胶囊阻燃剂其囊壁为聚脲、聚胺酯、环氧树酯中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述的微胶囊阻燃剂的囊壁优选为聚胺酯。

5.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述阻燃助剂为纳米氧化物、纳米氢氧化物、层状硅酸盐、纳米磷酸锆、碳纳米管中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述的交联助剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双二五)、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、含有活性-nco的聚胺酯预聚物中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述的交联助剂优选为含有活性-nco的聚胺酯预聚物。

8.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述的抗滴落助剂为聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的一种高弹性高阻燃的tpu发泡材料，其特征在于：所述的其他助剂为紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、抗水解助剂中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种高弹性高阻燃tpu发泡材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：

技术总结
本发明涉及一种高弹性高阻燃TPU发泡材料及其制备方法，属于高分子材料制备技术领域。本发明利用70‑90重量份TPU颗粒、微胶囊阻燃剂重量份5‑25份，阻燃助剂重量份1‑5份，微交联剂重量份0.5‑3份，抗滴落助剂0.1‑2份；其他助剂重量份0.5‑5份，通过双螺杆挤出机熔融共混、水下切粒制备出适合超临界发泡的微型颗粒。采用该配方制作的TPU阻燃粒子，阻燃剂与TPU的相容性好，阻燃效率高，超临界发泡的工艺窗口宽，泡孔细腻均匀，能够保持TPU的高弹性，是一种适合超临界发泡的专用材料。经过发泡成型后，得到高弹性高阻燃的TPU发泡材料。该TPU发泡材料的阻燃性达到HF‑1级，垂直回弹达到55‑68，12万次90度弯折无开裂，力学性能良好，具有很好的应用前景。

技术研发人员：郭付远
受保护的技术使用者：常州顺程高分子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16