一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體及其製備方法
2023-10-11 05:18:24 2
專利名稱：一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體及其製備方法，特別是涉及一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性及其製備方法，具體地說是涉及一種利用聚醯胺與聚酯熱塑性彈性體之間酯交換、酯縮聚以及在二異氰酯作用下交聯，通過螺杆擠出製備複雜共混熱塑性彈性體的工藝。
背景技術：
聚醯胺熱塑性彈性體是一種性能優良，用途廣泛的熱塑性彈性體。分子鏈由聚醯胺組成的硬段和聚醚組成的軟段嵌段結合而成。聚醯胺熱塑性彈性體由於其剛性、韌性較強，所製備的熱塑性彈性體雖然具有耐高溫，耐磨損等優點，但其彈性相對較弱，斷裂伸長率較差。聚酯型熱塑性彈性體的優點與聚醯胺熱塑性彈性體基本相同，斷裂伸長率遠遠優於聚醯胺熱塑性彈性體，但同時聚酯型熱塑性彈性體的玻璃化轉變溫度一般高於-40°C，因此低溫使用範圍有限。目前關於製備純聚醯胺熱塑性彈性體和聚酯型熱塑性彈性體的專利和文獻很多， 大多數都採用連續聚合和酯化反應製備，也有部分採用螺杆擠出方法製備，但由於所採用的方法和工藝的缺限，所獲得的共混型熱塑性彈性體相分離現象不可避免，嚴重影響材料的加工和使用性能，而且也沒有更好地發現共混彈性體的優點，而將聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體共混來製備高性能的熱塑性體。基於上述原因，我們在深入研究的基礎上，利用二次螺杆擠出方法製備出一種可以將聚醯胺熱塑性彈性體與聚酯型熱塑性彈性體的優缺點進行互補，使材料在斷裂伸長率基本保持不變的情況下，可以耐受更低的使用溫度，從而拓寬的材料的溫度使用範圍。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體及其製備方法，特別是提供一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性及其製備方法，也就是提供一種含有聚醯胺和聚酯熱塑型彈性體的複雜共混物及其製備工藝，具體地說是提供一種利用聚醯胺與聚酯熱塑性彈性體之間在高溫熔融狀態下會發生酯交換、酯縮聚以及在二異氰酸酯作用下交聯的特點，通過螺杆擠出製備複雜共混熱塑性彈性體的方法。本發明的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，由聚酯熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體、聚醯胺以及聚酯組成；其中，所述的聚醯胺熱塑性彈性體是聚醯胺與聚酯熱塑性彈性體中的聚酯硬段進行酯交換生成的含有聚醯胺硬段的聚醯胺熱塑性彈性體，生成的聚醯胺熱塑性彈性體由聚醯胺硬段和聚醚醇軟段交替構成；或者是由聚酯熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體、二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體的端基反應形成的直鏈結構、二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體分子鏈中間的基團反應形成的交聯結構、聚醯胺以及聚酯組成。作為優選的技術方案其中，如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，所述的聚酯熱塑性彈性體由苯二甲酸聚二醇酯硬段和聚醚醇軟段交替構成，其中所述的苯二甲酸聚二醇酯硬段優選對苯二甲酸乙二醇酯硬段，所述的聚醚醇軟段優選聚四氫呋喃；所述的聚醯胺是聚醯胺66、聚醯胺10、聚醯胺11、聚醯胺6、聚醯胺12、聚醯胺46、聚醯胺1010或聚醯胺1212，分子量範圍為2000-16000 ；所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、 乙苯二乙氰酸酯、4』 4-二苯基四烷二異氰酸酯、1，5萘二異氰酸酯或六次亞甲基二異氰酸酯，優選4』 4-二苯基四烷二異氰酸酯。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚醯胺的含量佔共混物總質量的2. 5 87. 5%，聚酯熱塑性彈性體的含量佔共混物總質量的2. 5 49. 5%，二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體分子鏈中間的基團反應形成的交聯結構佔共混物總質量的3 10%，聚酯的含量佔共混物總質量 1 10 %，聚醯胺熱塑性彈體佔共混物總質量的3 10 %，聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體佔共混物總質量的6 10%，抗氧劑的含量為0 8%。本發明還提供了一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，將10 90份聚醯胺、10 75份聚酯熱塑性彈性體以及0 5份抗氧劑混合物在50 500Pa(a)高真空條件下加熱到50 150°C乾燥10 12小時，然後往混合物中加入0 10份二異氰酸酯並再次混合均勻，將配好的物料於185 255°C條件下通過螺杆擠出在切粒，然後在50 150°C乾燥2 3小時，乾燥後再次在185 255°C條件下通過螺杆擠出切粒，即得到一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體；其中， 所用各原料的投入量均按質量份數計算。其中，如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，所述的聚醯胺是聚醯胺66、聚醯胺10、聚醯胺11、聚醯胺6、聚醯胺12、聚醯胺 46、聚醯胺1010或聚醯胺1212，分子量範圍為2000-16000。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，所述的聚醯胺6是未萃取的聚醯胺6或經過萃取的聚醯胺6。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，所述的未萃取聚醯胺6中可萃取物含量為8 12%;所述的經過萃取的聚醯胺6中可萃取物含量為0.3 0.6%。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，所述的聚酯熱塑性彈性體由苯二甲酸聚二醇酯硬段和聚醚醇軟段交替構成；所述的苯二甲酸聚二醇酯硬段是由苯二甲酸和直鏈二元醇聚合製備；其中所述的苯二甲酸是對苯二甲酸、鄰苯二甲酸或間苯二甲酸，優選對苯二甲酸，所述的直鏈二元醇是乙二醇、丙二醇、丁二醇或二四二羥甲基環己烷；所述的聚醚醇軟段是二元醇聚醚軟段，其中二元醇是C2-C10的二元醇中的一種，優選聚四氫呋喃。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，所述的抗氧劑為阻氨類光熱穩定劑(HASL)為N，N' -二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)(商品名SEED)、四甲基哌啶胺(商品名TAD)或抗氧劑944/770。如上所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、乙苯二乙氰酸酯、4』4_ 二苯基四烷二異氰酸酯、1，5萘二異氰酸酯或六次亞甲基二異氰酸酯，優選4』 4- 二苯基四烷二異氰酸酯。本發明的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，選用聚醯胺、聚酯熱塑性彈性體、二異氰酸酯、抗氧劑按照一定的比例均勻混合，然後在215-255 二次通過螺杆二次擠出，其中所選用的聚酯熱塑性彈性體具有如下的結構
權利要求
1.一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵是由聚酯熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體、聚醯胺以及聚酯組成；其中，所述的聚醯胺熱塑性彈性體是聚醯胺與聚酯熱塑性彈性體中的聚酯硬段進行酯交換生成的含有聚醯胺硬段的聚醯胺熱塑性彈性體，生成的聚醯胺熱塑性彈性體由聚醯胺硬段和聚醚醇軟段交替構成；或者是由聚酯熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體、二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體的端基反應形成的直鏈結構、二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體分子鏈中間的基團反應形成的交聯結構、抗氧劑、聚醯胺以及聚酯組成。
2.如權利要求1所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚酯熱塑性彈性體由苯二甲酸聚二醇酯硬段和聚醚醇軟段交替構成，其中所述的苯二甲酸聚二醇酯硬段優選對苯二甲酸乙二醇酯硬段，所述的聚醚醇軟段優選聚四氫呋喃；所述的聚醯胺是聚醯胺66、聚醯胺10、聚醯胺11、聚醯胺6、聚醯胺12、聚醯胺46、聚醯胺1010或聚醯胺1212，分子量範圍為2000-16000 ；所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、乙苯二乙氰酸酯、4』 4-二苯基四烷二異氰酸酯、1，5萘二異氰酸酯或六次亞甲基二異氰酸酯，優選4』 4-二苯基四烷二異氰酸酯。
3.如權利要求1所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚醯胺的含量佔共混物總質量的2. 5 87. 5%，聚酯熱塑性彈性體的含量佔共混物總質量的2. 5 49. 5%，二異氰酸酯同時與聚醯胺和聚酯熱塑性彈性體分子鏈中間的基團反應形成的交聯結構佔共混物總質量的0 10%，聚酯的含量佔共混物總質量1 10%，聚醯胺熱塑性彈體佔共混物總質量的3 10%，聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體佔共混物總質量的6 10%，抗氧劑的含量為0 8%。
4.一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，其特徵是將10 90份聚醯胺、10 75份聚酯熱塑性彈性體以及0 5份抗氧劑混合物在50 500Pa(a)高真空條件下加熱到50 150°C乾燥10 12小時，然後往混合物中加入0 10 份二異氰酸酯並再次混合均勻，將配好的物料於185 255°C條件下通過螺杆擠出在切粒， 然後在50 150°C乾燥2 3小時，乾燥後再次在185 255°C條件下通過螺杆擠出切粒， 即得到一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體；其中，所用各原料的投入量均按質量份數計算。
5.如權利要求4所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚醯胺是聚醯胺66、聚醯胺10、聚醯胺11、聚醯胺6、聚醯胺12、聚醯胺46、聚醯胺1010或聚醯胺1212，分子量範圍為2000-16000。
6.如權利要求5所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚醯胺6是未萃取的聚醯胺6或經過萃取的聚醯胺6。
7.如權利要求6所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的未萃取聚醯胺6中可萃取物含量為8 12% ；所述的經過萃取的聚醯胺6中可萃取物含量為0. 3 0. 6%。
8.如權利要求4所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的聚酯熱塑性彈性體由苯二甲酸聚二醇酯硬段和聚醚醇軟段交替構成；所述的苯二甲酸聚二醇酯硬段是由苯二甲酸和直鏈二元醇聚合製備；其中所述的苯二甲酸是對苯二甲酸、鄰苯二甲酸或間苯二甲酸，優選對苯二甲酸；所述的直鏈二元醇是乙二醇、丙二醇、丁二醇或二四二羥甲基環己烷；所述的聚醚醇軟段是二元醇聚醚軟段，其中二元醇是C2-C10的二元醇中的一種，優選聚四氫呋喃。
9.如權利要求4所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的抗氧劑為阻氨類光熱穩定劑(HASL)為N，N' -二(2，2，6，6_四甲基-4-哌啶基)(商品名SEED)、四甲基哌啶胺(商品名TAD)或抗氧劑944/770。
10.如權利要求4所述的一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體，其特徵在於，所述的二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、乙苯二乙氰酸酯、4』 4- 二苯基四烷二異氰酸酯、1，5萘二異氰酸酯或六次亞甲基二異氰酸酯，優選4』 4- 二苯基四烷二異氰酸
全文摘要
本發明涉及一種具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體及其製備方法，本發明的共混熱塑性彈性體由聚酯熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體、聚酯熱塑性彈性體的端羥基與聚醯胺的端羧基進行酯縮聚生成彈性體的縮聚體、聚醯胺以及聚酯組成。本發明的一種超具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體的製備方法，將10～90份聚醯胺、10～75份聚酯熱塑性彈性體以及0～5份抗氧劑混合物在50～500Pa高真空條件下加熱到50～150℃乾燥10～12小時，然後往混合物中加入0～10份二異氰酸酯並再次混合均勻，將配好的物料於185～255℃條件下通過螺杆擠出在切粒，然後在50～150℃乾燥2～3小時，乾燥後再次在185～255℃條件下通過螺杆擠出切粒，即得到一種超具有低玻璃化轉變溫度和高斷裂伸長率共混熱塑性彈性體。
文檔編號C08L67/02GK102174249SQ20101060287
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者彭治漢, 易春旺, 李敏, 王華平, 王朝生, 黃烈遷 申請人:東華大學