含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，所述含腈基的化合物包括丁腈橡膠，聚丙烯腈的至少一種。丁腈橡膠和聚丙烯腈作為添加劑添加到熱塑性聚氨酯彈性體中能有效的提高聚合物的阻燃性能，熱釋放速率、總熱釋放、生煙速率，總生煙量、煙因子顯著降低，而炭渣剩余質(zhì)量則大大提高。
【專利說明】
含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于阻燃熱塑性塑料改性的技術(shù)領(lǐng)域，涉及含腈基的化合物作為阻燃劑在 阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，尤其是在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是目前世界上比較常用的塑料之一，它兼具了塑料的 加工工藝性能與橡膠的物理機(jī)械性能，具有高彈性、高強(qiáng)度、高耐磨性、耐輻射性、耐油性、 耐低溫脆性并且硬度可在很大范圍內(nèi)可調(diào)等力學(xué)性能，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng) 用。但是TPU由于本身結(jié)構(gòu)特殊，極容易燃燒，TPU燃燒時(shí)火焰劇烈并且伴有濃烈的黑煙，熱 釋放量大，同時(shí)具有嚴(yán)重的熔滴滴淌現(xiàn)象，使其直接應(yīng)用到工業(yè)具有很大的局限性，所以阻 燃熱塑性聚氨酯材料的研究一直是當(dāng)今聚氨酯材料研究的熱點(diǎn)。據(jù)《阻燃劑的發(fā)展及在塑 料中的應(yīng)用》(塑料，31:11 -15，2002)介紹，傳統(tǒng)的阻燃劑(如鹵系阻燃劑)在火災(zāi)中往往會(huì) 產(chǎn)生很多有害煙氣，甚至提高了煙氣的毒性和腐蝕性，易造成重大人員傷亡。而傳統(tǒng)無(wú)鹵阻 燃劑，如鋁鎂氫氧化物等阻燃效果好、低煙無(wú)毒，但所需阻燃劑的添加量較大，使材料的力 學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度下降。
[0003] 含腈基化合物已經(jīng)被應(yīng)用在很多領(lǐng)域當(dāng)中，尤其在阻燃領(lǐng)域當(dāng)中。芳香族腈基聚 合物是近年發(fā)展起來的一類新型耐高溫高分子材料，由于出色的熱穩(wěn)定性將在電子電器、 航空航天、艦船、機(jī)械等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。另一種耐高溫腈基聚合物是通過鄰苯二 甲腈類單體在高溫下的加成聚合反應(yīng)而得到的一系列高性能熱固性樹脂，因此也被稱為鄰 苯二甲腈樹脂，由于其具備優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、熱(氧)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、阻燃性及良好 的加工性能，鄰苯二甲腈樹脂在航空航天、船舶制造、微電子工業(yè)等高科技領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出廣 泛的應(yīng)用前景。但是將腈基化合物添加到熱塑性聚氨酯彈性體中作為阻燃劑，目前在國(guó)內(nèi) 外并沒有相關(guān)的研究與報(bào)道。本專利旨在研究丁腈橡膠對(duì)熱塑性聚氨酯彈性體是否有阻燃 效果以及是否腈基基團(tuán)在熱塑性聚氨酯彈性體中起阻燃作用，為此進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。
[0004] 丁腈橡膠(NBR)是由丙烯腈和丁二烯烴乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低 溫乳液聚合法生產(chǎn)，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強(qiáng)。其缺點(diǎn)是非常容易燃 燒、耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。丁腈橡膠的極性非常強(qiáng)，與其它聚 合物的相容性一般不太好，但和氯丁橡膠、改性酚醛樹脂、聚氯乙烯等極性強(qiáng)的聚合物，特 別是和含氯的聚合物具有較好的相容性，常進(jìn)行并用，以改善其加工性能及使用性能，還可 與聚氯乙烯以任意比例共混，改善膠料的耐老化及耐油性能等。但把丁腈橡膠作為阻燃劑 添加到聚氨酯材料中，尚未有相關(guān)的研究資料。
[0005] 聚丙烯腈(PAN)是由單體丙烯腈經(jīng)自由基聚合反應(yīng)而得到的，是合成NBR的主要成 分。聚丙烯腈主要用來制作聚丙烯腈纖維(俗稱腈綸），腈綸的強(qiáng)度并不高，耐磨性和抗疲勞 性也較差。聚丙烯腈纖維的優(yōu)點(diǎn)是耐候性和耐日曬性好，在室外放置18個(gè)月后還能保持原 有強(qiáng)度的77%。它還耐化學(xué)試劑，特別是無(wú)機(jī)酸、漂白粉、過氧化氫及一般有機(jī)試劑。聚丙烯 腈對(duì)堿不穩(wěn)定，遇堿易著色，在80°C以上的濃堿中能水解為聚丙烯酸鈉。在回彈性和卷曲性 方面，與羊毛存在很大的差距。隨著合成纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合聚丙烯腈纖維以及 各種改性聚丙烯腈相繼出現(xiàn)，如高收縮、抗起球、親水、抗靜電、阻燃、細(xì)纖度、異型截面等品 種都已有商品生產(chǎn)。與丁腈橡膠一樣，把聚丙烯腈作為阻燃劑添加到聚氨酯材料中至今還 沒有相關(guān)的資料報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種阻燃劑，阻燃效率高、用量少、低毒，并將其用于阻燃熱 塑性塑料，尤其是熱塑性聚氨酯彈性體的改性中，克服現(xiàn)有熱塑性聚氨酯彈性體燃燒熱釋 放量大、生煙多且毒性高的缺點(diǎn)。
[0007] 含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用。
[0008] 優(yōu)選的，所述的含腈基化合物包括丁腈橡膠(NBR)、聚丙烯腈(PAN)。
[0009]優(yōu)選的，所述熱塑性塑料為熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)。
[0010]基于所述NBR作為阻燃劑在制備阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，一種阻燃熱塑性塑料 材料，由熱塑性塑料、添加型阻燃劑組成，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述熱塑性塑料為80-98%，添 加型阻燃劑為2-20 %。
[0011 ]基于所述PAN在制備阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，一種阻燃熱塑性塑料材料，由熱塑 性塑料、添加型阻燃劑組成，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述熱塑性塑料為80-98%，添加型阻燃劑為 2-20% 〇
[0012] 進(jìn)一步地，所述阻燃熱塑性塑料材料制備方法為：
[0013] 1)將密煉機(jī)溫度控制在170-190 °C，轉(zhuǎn)速為10-50轉(zhuǎn)/分，將熱塑性塑料加入到密煉 機(jī)中，待其熔融加入含腈基化合物，熔融共混5-30分鐘，得到阻燃熱塑性塑料材料，取出材 料壓制成型。
[0014] 2)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 首次將含腈基化合物作為阻燃劑使用，并闡述了其在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用， 含腈基化合物作為極性很強(qiáng)的化合物可以良好的分散在聚氨酯基體中，使用含腈基化合物 作為阻燃劑制備的阻燃熱塑性塑料，熱釋放速率、總熱釋放、生煙速率，總生煙量、煙因子顯 著降低，而炭渣剩余質(zhì)量則大大提高。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面用實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，以下實(shí)例提到的丁腈橡膠、聚丙烯腈均為市售 產(chǎn)品。
[0018] 為了探知丁腈橡膠中是哪一種單體對(duì)共混物的燃燒特性起作用，本發(fā)明將TPU與 順丁橡膠(BR)共混，探究二者共混物的燃燒特性。順丁橡膠是由丁二烯單體聚合而成，本實(shí) 驗(yàn)可以判斷究竟丁腈橡膠中的哪種單體起作用。
[0019] 對(duì)比例1
[0020] 將熱塑性聚氨酯彈性體放入100 X 100 X 3mm3的模具中，用平板硫化機(jī)壓片，控溫 180°C，保壓10分鐘。將樣品35kW/m2輻射功率下進(jìn)行錐形量熱儀測(cè)試檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0021] 實(shí)施例1:
[0022] 順丁橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-1。
[0023] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0024] 1)樣品的準(zhǔn)備，提前稱取適量的TPU和BR放入容器中待用。
[0025] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為98. OOwt %的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為2. OOwt %的順丁橡膠，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0026] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0027] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0028] 實(shí)施例2:
[0029] 順丁橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-2。
[0030] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0031] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例1。
[0032] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為95. OOwt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為5.00wt %的順丁橡膠，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0033] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0034] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0035] 實(shí)施例3:
[0036] 順丁橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-3。
[0037] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0038] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例1。
[0039] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為90.00wt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為10.00wt%的順丁橡膠，恪融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0040] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0041 ] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0042] 實(shí)施例4:
[0043] 順丁橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-4。
[0044] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0045] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例1。
[0046] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為85.00wt %的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為15.00wt%的順丁橡膠，恪融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0047] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0048] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0049] 實(shí)施例5:
[0050] 順丁橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-5。
[0051 ]所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0052] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例1。
[0053] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為80.0 Owt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為20.OOwt%的順丁橡膠，恪融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0054] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0055] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表1。
[0056] 表1本發(fā)明所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料性能表-1
[0057]
[0058]由表1可以看出，順丁橡膠(BR)作為阻燃添加劑的加入，PHRR并沒有有效降低，只 有在實(shí)施列5,即添加 BR量為20%時(shí)PHRR才明顯降低。燃燒剩余質(zhì)量在添加 BR后明顯升高， 并且隨著BR的添加量的增多剩余質(zhì)量也越來越多?？偀後尫?、總生煙量、煙因子和峰值生煙 速率變化不大。說明BR作為添加劑添加到TPU中并沒有較好的阻燃效果。
[0059] 對(duì)比例2:
[0060]如對(duì)比例1制備樣品，將樣品在35kW/m2輻射功率下進(jìn)行錐形量熱儀測(cè)試檢測(cè)，結(jié) 果見表2。
[0061 ] 實(shí)施例6:
[0062] 丁腈橡膠(NBR)作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-6。
[0063]所述含腈基化合物為丁腈橡膠。
[0064]所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0065] 1)樣品的準(zhǔn)備，提前稱取適量的TPU和NBR放入容器中待用。
[0066] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為98. OOwt %的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為2. OOwt%的丁腈橡膠，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0067] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0068] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表2。
[0069] 實(shí)施例7:
[0070] 丁腈橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-7。
[0071 ]所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0072] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例6。
[0073] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為95. OOwt%的熱塑 性聚氨酯彈性加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為5.OOwt%的丁腈橡膠，熔融共 混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0074] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0075] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表2。
[0076] 實(shí)施例8:
[0077] 丁腈橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-8。
[0078] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0079] D樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例6。
[0080] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為90.00wt %的熱塑 性聚氨酯彈性加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為10.00wt%的高濃度的丁腈橡 膠，熔融共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0081 ] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0082] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表2。
[0083] 實(shí)施例9:
[0084] 丁腈橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-9。
[0085] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0086] D樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例6。
[0087] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為85.00wt %的熱塑 性聚氨酯彈性加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為15.00wt%的丁腈橡膠，熔融共 混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型；
[0088] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)
[0089] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表2。
[0090] 實(shí)施例10:
[0091] 丁腈橡膠作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-10。
[0092] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0093] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例6。
[0094] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為80.0 Owt %的熱塑 性聚氨酯彈性加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為20.OOwt%的丁腈橡膠，熔融共 混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型；
[0095] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)
[0096] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表2。
[0097] 表2本發(fā)明所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料性能表-2
[0098]
[0099] ~從表2可以看出，丁腈橡膠(NRB)的加入使得峰值熱釋放速率明顯降低，其中他1?含_ 量為2 %時(shí)PHRR降低了48.5 % ;但燃燒剩余質(zhì)量也明顯減少；總熱釋放量隨著NBR的添加量 增加也逐漸增加；總的生煙量在NBR添加之后也會(huì)稍微增高，規(guī)律不明顯；煙因子和峰值生 煙速率在NBR添加之后明顯降低。綜上表明，NBR對(duì)TPU有較好的阻燃抑煙效果。
[0100] 對(duì)比例3:
[0101]如對(duì)比例1制備樣品，將樣品在35kW/m2輻射功率下進(jìn)行錐形量熱儀測(cè)試檢測(cè)，結(jié) 果見表3。
[0102] 實(shí)施例11:
[0103] 聚丙烯腈作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-11。
[0104] 所述含腈基化合物為聚丙烯腈。
[0105] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0106] 1)樣品的準(zhǔn)備，提前稱取適量的TPU和PAN放入容器中待用。
[0107] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為98. OOwt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為2.00wt%的聚丙烯腈，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0108] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0109] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表3。
[0110] 實(shí)施例12:
[0111] 聚丙烯腈化合物作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-12。
[0112] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0113] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例11。
[0114] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為95. OOwt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為5.OOwt%的聚丙烯腈，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0115] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0116] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表3。
[0117] 實(shí)施例13:
[0118] 聚丙烯腈作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-13。
[0119] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0120] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例11。
[0121] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180°C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為90.0 Owt %的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為10.00wt%的聚丙烯腈，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0122] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60%)內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0123] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100 X 100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表3。
[0124] 實(shí)施例14:
[0125] 聚丙烯腈作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-14。
[0126] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0127] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例11。
[0128] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為85.00wt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為15.00wt%的聚丙烯腈，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0129] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60%)內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0130] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100X100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表3。
[0131] 實(shí)施例15:
[0132] 聚丙烯腈作為阻燃劑制備阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料-15。
[0133] 所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法為：
[0134] 1)樣品的準(zhǔn)備，同實(shí)例11。
[0135] 2)將密煉機(jī)溫度控制在180 °C，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，將質(zhì)量百分比為80.00wt%的熱塑 性聚氨酯彈性體加入到密煉機(jī)中，待其熔融加入質(zhì)量百分比為20.OOwt%的聚丙烯腈，熔融 共混10分鐘，取出復(fù)合材料壓制成型。
[0136] 3)所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi) 放置72小時(shí)。
[0137] 4)所得的阻燃復(fù)合材料用平板硫化機(jī)壓制成100X100 X 3mm3樣品。35kW/m2輻射功 率下對(duì)樣品進(jìn)行錐形量熱儀檢測(cè)，結(jié)果見表3。
[0138] 表3本發(fā)明所述阻燃熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料性能表-2
[0139]
[0140] 由表3可以得出，TPU復(fù)合材料的峰值熱釋放速率在PAN添加15%以后才會(huì)有明顯 的降低，燃燒剩余質(zhì)量在添加 PAN后皆有明顯增多，其中PAN含量為5 %時(shí)碳渣質(zhì)量增加 43.8%，PAN含量為20%時(shí)碳渣質(zhì)量增加45.6%，表明PAN對(duì)TPU燃燒過程的成炭作用明顯。 總熱釋放量和總的生煙量在添加了 PAN之后皆有升高，這與燃燒結(jié)束后復(fù)合材料的陰燃有 關(guān)。煙因子和峰值生煙速率在PAN添加10%后有明顯的降低，其中PAN含量為15%時(shí)二者最 低，分別降低了40.3%和40.8%。綜上所述，PAN作為阻燃添加劑添加到TPU中，當(dāng)PAN的添加 量大于10 %時(shí)有較好的阻燃抑煙效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用。2. 如權(quán)利要求1所述含腈基類化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，其特征 在于，所述含腈基的化合物包括丁腈橡膠，聚丙烯腈的至少一種。3. 如權(quán)利要求2所述含腈基類化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應(yīng)用，其特征 在于，所述熱塑性塑料為熱塑性聚氨酯彈性體。4. 一種阻燃熱塑性塑料材料，其特征在于，包括熱塑性塑料以及權(quán)利要求1或2所述的 含腈基類化合物，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述熱塑性塑料為80-99.5%，含腈基的化合物為0.5-20% 〇5. 如權(quán)利要求4所述一種阻燃熱塑性塑料材料，其特征在于，含腈基的化合物為丁腈橡 膠時(shí)，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述熱塑性塑料為80-98%，丁腈橡膠為2-20%。6. 如權(quán)利要求4所述一種阻燃熱塑性塑料材料，其特征在于，含腈基的化合物為聚丙烯 腈時(shí)，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述熱塑性塑料為90-99.5%，聚丙烯腈為0.5-10%。7. -種阻燃熱塑性塑料的制備方法，其特征在于，采用母粒-熔融共混的方法， 步驟如下： 1) 將密煉機(jī)溫度控制在170-190°C，轉(zhuǎn)速為10-50轉(zhuǎn)/分，將熱塑性塑料加入到密煉機(jī) 中，待其熔融加入含腈基的化合物，熔融共混5-30分鐘，取出材料壓制成型； 2) 所得材料在進(jìn)行性能測(cè)試之前放置于恒溫恒濕試驗(yàn)箱(25°C、相對(duì)濕度60% )內(nèi)放置 72小時(shí)。
【文檔編號(hào)】B29B7/00GK106065174SQ201610528837
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】陳希磊, 王文多, 焦傳梅, 李少香, 錢翌
【申請(qǐng)人】青島科技大學(xué)