(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210880761.5 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 郑玉婴　蔡清树　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 俞舟舟　蔡学俊 (51)Int.Cl. C08L 75/04(2006.01) C08L 3/04(2006.01) C08K 9/10(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01)C08K 5/5399(2006.01) (54)发明名称 一种无卤阻燃TPU复合材 料及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种无卤阻燃TPU复合材料及 其制备方法， 属于塑料加工 领域。 其是以铝酸钠、 尿素、 KH550以及羟丙基二淀粉磷酸酯为原料制 备有机无机杂化阻燃剂， 再与苯氧基环磷腈进行 复配， 采用熔融共混、 挤出成型的方法制备出一 种无卤阻燃TP U复合材料。 所得无卤阻燃TPU复合 材料具有优异的熔融加工性能以及热稳定性， 其 在燃烧测试时可以实现表面迅速成碳， 带有强抑 烟效果， 并且撤去火源之后可以实现迅速自熄。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115093694 A 2022.09.23 CN 115093694 A 1. 一种无卤阻燃TPU复合材料， 其特征在于： 其所用原料按重量份数计为： 有机无机杂 化阻燃剂3 ‑10份、 苯氧基环磷腈2 ‑10份、 TPU颗粒85 ‑90份、 DMF 90份。 2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPU复合材料， 其特征在于： 所述有机无机杂化 阻燃剂的制备包括以下步骤： 1） 将4g 铝酸钠和24g尿素溶解在90mL去离子水中， 搅拌30  min， 随后， 将溶液转移到 100mL不锈钢高压釜中， 然后在  180℃下加热6h， 冷却至 室温后， 过滤所得沉淀， 分别用去离 子水和无 水乙醇洗涤3次， 最后， 获得的产品在  80℃干燥6 h， 即得到软 水铝石； 2） 取5 ｇ软水铝石粉末加入200mL无水乙醇中， 超声分散10min； 取0.25g  KH550偶联剂加 入至10mL  80wt%乙醇溶液中水解30min； 将水解的KH550缓慢加入至软水铝石 ‑乙醇分散液， 通过80℃油浴加热回流12h； 高速离心机离心混合液， 倒掉上层液体后用无水乙醇洗涤3 ‑4 次； 鼓风干燥箱80℃下干燥12 ｈ， 得到改性软 水铝石； 3） 取1g羟丙基二淀粉磷酸酯加入20mL去离子水， 充分搅拌得羟丙基二淀粉磷酸酯溶 液； 另取3g改性软水铝石加入40mL去离子水与10mL无水乙醇 的混合溶液， 磁力搅拌下将羟 丙基二淀粉磷酸酯溶液逐滴滴入其中， 搅拌30min后取下静置， 分层后弃去上层清液， 沉淀 离心水洗 3次， 放入10 0℃的干燥箱中， 干燥5 h， 制得有机无机杂化阻燃剂。 3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃TPU复合材料的制备方法， 其特征在于： 包括以 下步骤： 1） 将有机无机杂化阻燃剂以及一半的苯氧基环磷腈加入DMF中， 超声30min， 然后于85 ℃条件下缓慢加入TPU颗粒并使其溶解， 再缓慢加入剩余的苯 氧基环磷腈， 反应2h； 2） 将反应后剩余的DMF蒸发去除后， 经挤出造粒， 制得 所述无卤阻燃TPU复合材 料。 4.根据权利要求3所述的一种无卤阻燃TPU复合材料的制备方法， 其特征在于： 所述挤 出造粒中各区的温度均为16 0℃‑200℃， 转速为 400‑600r/min。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115093694 A 2一种无卤阻燃TPU复合材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于塑料加工领域， 具体涉及一种无卤阻燃TPU复合材 料及其制备 方法。 背景技术 [0002]热塑性聚氨酯弹性体 （TPU， Thermoplastic  polyurethane  elastomer） ， 是一种由 二异氰酸酯 ‑扩链剂 （硬段） 和低聚物二醇 （软段） 所组成的线性嵌段共聚物。 具有一定分子 量的柔性聚合物二元醇构成体系中的软段部 分， 赋予 TPU 优异的高弹性； 二异氰酸酯和小 分子扩链剂组成体系的硬段部 分， 提供 TPU 高强度。 高分子主链由软段部分和硬段部 分相 嵌组成。 在众多的聚氨酯材料种类当中， 热塑性聚氨酯弹性体 （TPU） 在常温下展现传统橡胶 的高弹性， 高温下又具备普通 塑料的可塑性， 兼具塑料与橡胶的特性。 其可以使用热塑性 塑 料的常用加工技术， 如熔融共混挤出成型等， 进行二次加工。 并且热塑性聚氨酯弹性体 （TPU） 可回收再利用， 属于环境友好型高分子材料， 是聚氨酯材料大类中最具发展 前景的一 类。 热塑性聚氨酯弹性体的分子链之间存在着物理交联， 交联是由许多 氢键构成的， 氢键对 其形态起到强化作用， 从而赋予其许多优良的性能， 如极高的耐磨性、 耐低 温性， 良好的延 展性、 高强度和生物相容性等优异性能， 如今在生物医学工程、 建筑工程、 国防军工等行业 得到了广泛的应用。 [0003]值得注意的是， 聚氨酯材料氧指数通常只有18 ‑23%， 其燃烧时分解释 放出 HCN、 CO  等有毒气 体， 燃烧过程出现滴落现象， 且伴随着浓重的黑烟。 虽然聚氨酯弹性体具有这么多 优异的性能， 但其材料本身的易燃性需要被改善， 才能使其被我们更方便地应用。 在聚氨酯 燃烧的时候， 我们需要用一些手段来延缓火焰的燃烧， 减少其火灾导致的损失。 这就需要通 过阻燃方面功能化改性的方式来使得材料变得难燃。 阻燃剂的加入可以使聚氨酯材料在燃 烧的过程中更快 的熄灭， 减缓其中材料 的自身分解， 使得释放的易燃气体与有毒成分的释 放量大大减少， 其 合理使用能降低火灾损失。 [0004]常用的阻燃元素有卤族元素、 N、 P、 B、 Al等， 其中商用的阻燃剂以卤系阻燃剂 为主。 但卤系阻燃剂在高温时明火点燃会放出有毒气体和大量的烟雾， 会对环境造成严重的污 染。 开发高效、 无毒、 环保的新型阻燃剂已成为阻燃剂领域发展的前进方向。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种无卤阻燃TPU复合材料， 其具有良好的阻燃效果以及 加工性能。 [0006]为实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： 一种无卤阻燃TPU复合材料， 其所用原料按重量份数计为： 有机无机杂化阻燃剂3 ‑ 10份、 苯氧基环磷腈2 ‑10份、 TPU颗粒85 ‑90份、 DMF 90份。 [0007]其中， 所述的有机无机杂化阻燃剂的制备 方法， 包括以下步骤： 1） 将4g 铝酸钠和24g尿素溶解在90mL去离子水中， 搅拌30  min。 随后， 将溶液转移 到100mL不锈钢高压釜中， 然后在  180℃下加热6h。 冷却至室温后， 过滤所得沉淀， 分别用去说　明　书 1/5 页 3 CN 115093694 A 3