一种汽车脚垫用耐磨环保TPU及其制备方法与流程

本技术涉及汽车内饰，尤其是涉及一种汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着生活水平的提升和对汽车行业的迅猛发展，中高端车辆对仪表板的需求量急剧增加。仪表板作为汽车最主要的内饰件之一，扮演着重要角色。仪表板通常是用于安装各类仪表、指示灯等装置的刚性平板或结构件，包括盘、屏、柜、台、模拟半模拟盘等形式。目前，绝大部分汽车仪表板采用塑料制造，其中少量使用金属。

2、然而，当前使用的材料在耐温性和阻燃性方面存在一定的局限性。特别是在高温环境下，仪表板材料可能会出现软化、变形或失去原有的性能。此外，当前的材料在阻燃性方面也需要进一步提升，以确保汽车内部的安全性。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种阻燃性以及耐高温性能较佳的汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料，本技术提供一种汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料，所述复合材料按重量份包括如下原料：聚醚多元醇60～85份、聚酯多元醇15～30份、二异氰酸酯65～95份、己二醇10～20份、发泡剂3～8份、kh-560改性聚苯并咪唑纤维3～7份、复合阻燃剂9～21份、二月桂酸二丁基锡1～2份；

3、所述复合阻燃剂包括碳酸钙2～6份、聚磷酸铵5～10份、羧甲基纤维素3～5份以及偶联剂1～2份。

4、通过采用上述技术方案，本技术能够解决现有技术中存在的仪表板革用tpu复合材料耐温性以及阻燃性较差的问题。本技术通过由特定配方制得的tpu复合材料具有综合性能较佳的优势。聚醚多元醇和聚酯多元醇在复合材料中与二异氰酸酯发生反应，形成聚氨酯聚合物，能够为tpu复合材料提供较佳的硬度、强度、耐磨性以及柔韧性。己二醇起到扩链剂的作用，能够增加材料的柔韧性和延展性。发泡剂的添加起到膨胀的作用。并且在反应过程中释放出气体，使材料膨胀成泡沫状，从而降低材料的密度。二月桂酸二丁基锡能够促进聚氨酯材料的形成反应，加速tpu复合材料的形成。本技术在制备仪表板革用tpu复合材料时，添加有kh-560改性聚苯并咪唑纤维和复合阻燃剂，kh-560改性聚苯并咪唑纤维能够为tpu复合材料提供较佳的耐高温性能。本技术中的复合阻燃剂由碳酸钙、聚磷酸铵、羧甲基纤维素复配制得，其中，碳酸钙具有螺旋结构，螺旋结构能够为tpu复合材料提供更多的接触点和界面区域，使得材料更易于分散均匀，并与其他组分之间形成较好的界面连接。这有助于提高复合材料的阻燃性和稳定性。而聚磷酸铵具有三维网状结构，网状结构的多孔性能够增加材料的表面积，提高热传导效率，从而改善材料的耐热性能，并且，能够为tpu复合材料提供足够的强度支撑，从而使tpu复合材料长期保持稳定的效果。此外，复合阻燃剂还添加有偶联剂，偶联剂的添加能够进一步提高碳酸钙、聚磷酸铵、羧甲基纤维素之间的结合性，并且，羧甲基纤维素的分散性能使得复合阻燃剂能够均匀的分布在整个tpu复合材料体系之内，使体系具备稳定且较高的阻燃效果。同时，本技术中的复合阻燃剂与kh-560改性聚苯并咪唑纤维复配使用，能够较好的提高tpu复合材料的阻燃性以及耐温性。

5、可选的，所述kh-560改性聚苯并咪唑纤维由重量比为(3～5)：50的kh-560和聚苯并咪唑纤维制得；

6、可选的，所述复合材料按重量份包括如下原料：聚醚多元醇75～85份、聚酯多元醇20～30份、二异氰酸酯75～95份、己二醇15～20份、发泡剂5～8份、kh-560改性聚苯并咪唑纤维5～7份、复合阻燃剂15～21、二月桂酸二丁基锡1.5～2份。

7、可选的，所述kh-560改性聚苯并咪唑纤维和复合阻燃剂的重量比为(2.9～3.2)：1。

8、可选的，所述聚醚多元醇的平均分子量为3000～5000；所述聚酯多元醇的平均分子量为2000～4000。

9、通过采用上述技术方案，本技术采用3000～5000范围内的聚醚多元醇以及采用2000～4000范围内的聚酯多元醇能够显著改善仪表板革用tpu复合材料的硬度、强度、耐磨性、柔韧性和延展性。

10、优选的，所述碳酸钙为纳米级碳酸钙。

11、可选的，所述偶联剂包括kh550。

12、可选的，所述复合阻燃剂的制备方法为如下：

13、a1、往水中加入聚磷酸铵、羧甲基纤维素混合，并高速混合搅拌，制得混料；

14、a2、往乙醇中加入碳酸钙和偶联剂混合搅拌，去除乙醇，制得改性碳酸钙；

15、a3、将步骤a1制得的混料和步骤a2制得的改性碳酸钙混合均匀，干燥，制得复合阻燃剂。

16、通过采用上述技术方案，本技术在制备复合阻燃剂时，采用分段混合的方式制备复合阻燃剂，能够较好的提高复合阻燃剂中各成分之间的相容性和结合性能，从而使复合阻燃剂能够较均匀的分散在整个体系内。

17、可选的，所述复合阻燃剂还包括纳米二氧化硅4～12份。

18、通过采用上述技术方案，本技术能够进一步提高tpu复合材料的密实度，从而能够在整体上提高tpu复合材料的耐温性和阻燃性。

19、可选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为10～20nm。

20、第二方面，本技术提供一种汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料的制备方法，包括如下步骤：

21、s1、将聚醚多元醇、聚酯多元醇、己二醇、发泡剂、kh-560改性聚苯并咪唑纤维、复合阻燃剂、二月桂酸二丁基锡混合，制得混合物；

22、s2、往步骤s1制得的混合物中加入二异氰酸酯混合均匀，成型，制得所述汽车仪表板革用阻燃耐高温tpu复合材料。

23、通过采用上述技术方案，本技术通过上述制备方法能够制备出一种具有耐温性以及阻燃性较佳的tpu复合材料。并且，本技术提供的制备方法具有简单的优势，能够用于大规模生产。

24、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

25、1.本技术能够解决现有技术中存在的仪表板革用tpu复合材料耐温性以及阻燃性较差的问题。本技术通过由特定配方制得的tpu复合材料具有综合性能较佳的优势。聚醚多元醇和聚酯多元醇在复合材料中与二异氰酸酯发生反应，形成聚氨酯聚合物，能够为tpu复合材料提供较佳的硬度、强度、耐磨性以及柔韧性。己二醇起到扩链剂的作用，能够增加材料的柔韧性和延展性。发泡剂的添加起到膨胀的作用。并且在反应过程中释放出气体，使材料膨胀成泡沫状，从而降低材料的密度。二月桂酸二丁基锡能够促进聚氨酯材料的形成反应，加速tpu复合材料的形成。本技术在制备仪表板革用tpu复合材料时，添加有kh-560改性聚苯并咪唑纤维和复合阻燃剂，kh-560改性聚苯并咪唑纤维能够为tpu复合材料提供较佳的耐高温性能。本技术中的复合阻燃剂由碳酸钙、聚磷酸铵、羧甲基纤维素复配制得，其中，碳酸钙具有螺旋结构，螺旋结构能够为tpu复合材料提供更多的接触点和界面区域，使得材料更易于分散均匀，并与其他组分之间形成较好的界面连接。这有助于提高复合材料的阻燃性和稳定性。而聚磷酸铵具有三维网状结构，网状结构的多孔性能够增加材料的表面积，提高热传导效率，从而改善材料的耐热性能，并且，能够为tpu复合材料提供足够的强度支撑，从而使tpu复合材料长期保持稳定的效果。此外，复合阻燃剂还添加有偶联剂，偶联剂的添加能够进一步提高碳酸钙、聚磷酸铵、羧甲基纤维素之间的结合性，并且，羧甲基纤维素的分散性能使得复合阻燃剂能够均匀的分布在整个tpu复合材料体系之内，使体系具备稳定且较高的阻燃效果。同时，本技术中的复合阻燃剂与kh-560改性聚苯并咪唑纤维复配使用，能够较好的提高tpu复合材料的阻燃性以及耐温性。

26、2.本技术通过上述制备方法能够制备出一种具有耐温性以及阻燃性较佳的tpu复合材料。并且，本技术提供的制备方法具有简单的优势，能够用于大规模生产。

27、具体实施方式

28、以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。

29、碳酸钙：微米级碳酸钙，平均粒径为1～3微米。纯度99％。

30、纳米级碳酸钙：平均粒径为10～20nm，纯度99.9％。

31、聚磷酸铵：武汉水溢兴医药化工有限公司；货号68333-79-9，纯度99％。

32、羧甲基纤维素：湖北巨胜科技有限公司；货号js4761，纯度99％。

33、kh550：纯度99％。

34、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯：武汉华翔科洁生物技术有限公司，含量为99％。

35、己二醇：阿拉丁，cas号6920-22-5；纯度99％。

36、kh-560：纯度99％。

37、二月桂酸二丁基锡：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；货号291234。