本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：二氧化碳(CO2)可以與環(huán)氧類單體共聚合得到一系列可生物降解聚碳酸酯，其中聚碳酸亞丙酯是二氧化碳和環(huán)氧丙烷(PO)單體通過交替共聚反應(yīng)合成的一種新型脂肪族聚碳酸酯，CO2含量占31％～50％，是目前研究最深入也是最有工業(yè)化前景的二氧化碳共聚酯。CO2的充分利用不僅大大降低對(duì)上游原料——石油的消耗，還對(duì)緩解環(huán)境污染中最嚴(yán)重的問題—CO2的排放而對(duì)導(dǎo)致的“溫室效應(yīng)”問題的緩解有積極作用，而且聚碳酸亞丙酯具有完全可生物降解能力、良好的生物相容性和極低的氧透過率，能夠作為可降解塑料使用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，是一類具有發(fā)展前景的環(huán)境友好材料。醚鍵的存在使得聚碳酸亞丙酯的主鏈段容易繞醚鍵發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)，增加鏈的柔性，導(dǎo)致得其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)遠(yuǎn)低于芳香族聚碳酸酯，使其制品在較高溫度下容易發(fā)生變形和粘連，而且DSC測試表明聚碳酸亞丙酯無熔融溫度。況且聚碳酸亞丙酯為非晶聚合物，在熔融加工過程中易發(fā)生“解拉鏈?zhǔn)健钡慕到夂蜔o規(guī)則斷鏈降解，所以聚碳酸亞丙酯的耐熱穩(wěn)定性不佳，在熔融加工過程中熱降解現(xiàn)象明顯，從而極大地限制了聚碳酸亞丙酯的加工溫度和應(yīng)用范圍。采用聚碳酸亞丙酯進(jìn)行加工成品時(shí)，低于120℃以下時(shí)難于加工，而高于165℃時(shí)難于造粒，在180℃以上容易發(fā)生熱降解反應(yīng)，所以聚碳酸亞丙酯的加工溫度一般為140-180℃之間。為了拓寬聚碳酸亞丙酯的加工窗口，通過封端、共混和可控交聯(lián)等方法提高聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性。如專利CN105647150A公開了“一種聚碳酸亞丙酯基復(fù)合材料的制備方法”。通過菠蘿纖維改性后的聚碳酸亞丙酯具有良好的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。雖然通過菠蘿纖維改性能夠在一定程度上提高聚碳酸亞丙酯的性能，但由于菠蘿纖維和聚碳酸亞丙酯之間相容性較差，容易在基體中團(tuán)聚，而且工藝過程復(fù)雜，不利于工業(yè)應(yīng)用。如專利CN104017348A公開了“一種聚碳酸亞丙酯改性復(fù)合材料及其制備方法”。通過聚丙烯改性后的聚碳酸亞丙酯具有良好的熱穩(wěn)定性，從而拓寬了聚碳酸亞丙酯的加工溫度范圍，通過熱性能測試結(jié)果表明，聚碳酸亞丙酯/聚丙烯共混物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度都比改性前的聚碳酸亞丙酯高。該復(fù)合材料雖然在一定程度上解決了聚碳酸亞丙酯的熱穩(wěn)定性方面的問題，但是仍然存在機(jī)械性能較差的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性。本發(fā)明提供了一種聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料，由聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體制備而成。優(yōu)選的，所述聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體的質(zhì)量比為(50～100)：(10～50)。優(yōu)選的，所述聚酯型聚氨酯彈性體的密度為1.11～1.23g/cm3，斷裂伸長率為500％～700％，硬度為80～90A。優(yōu)選的，所述聚碳酸亞丙酯的數(shù)均分子量50000～180000Da。本發(fā)明還提供了一種上述聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法，將聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體混合后進(jìn)行熔融混煉、熱壓成型和冷壓出模，得到聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料。優(yōu)選的，所述熔融混煉的溫度為180～200℃，熔融混煉的轉(zhuǎn)速為40～50r/min，熔融混煉的時(shí)間為6～8min。優(yōu)選的，所述熱壓成型的溫度為170～190℃，所述熱壓成型的時(shí)間為5～7min。優(yōu)選的，將聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體混合之前，還包括將所述聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體進(jìn)行干燥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料，由聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體制備而成。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度復(fù)合材料由聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體制備而成，所述復(fù)合材料在具有良好的熱穩(wěn)定性的同時(shí)，其力學(xué)性能得到了明顯提高，所用原料價(jià)廉易得，且制備方法工藝簡單，便于推廣應(yīng)用。附圖說明圖1為實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣TG曲線。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了一種聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料，由聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體制備而成。本發(fā)明提供的聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料以聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體為制備原料。其中，聚碳酸亞丙酯的數(shù)均分子量為30000～200000Da，優(yōu)選為50000～180000Da。在本發(fā)明中，所述聚酯型聚氨酯彈性體的密度為1.11～1.23g/cm3，優(yōu)選為1.15～1.20g/cm3，斷裂伸長率為500％～700％，優(yōu)選為550％～650％，硬度為80～90A，優(yōu)選為82～88A。在本發(fā)明中，所述聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體的質(zhì)量比為(50～100)：(10～50)，優(yōu)選為(55～95)：(15～45)，更優(yōu)選為(60～80)：(20～40)。本發(fā)明還提供了一種上述聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備方法，將聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體混合后熔融混煉、熱壓成型，得到聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料。在進(jìn)行制備之前，本發(fā)明首先將原料聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體分別進(jìn)行干燥，在本發(fā)明中，所述干燥優(yōu)選為真空干燥，所述真空干燥的溫度為60～80℃，所述真空干燥的時(shí)間為8～10小時(shí)。然后，將干燥后的聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體進(jìn)行混合后進(jìn)行熔融混煉，在本發(fā)明中，所述熔融混煉的溫度為180～200℃，時(shí)間為6～8min，所述熔融混煉的轉(zhuǎn)速為40～50r/min。所述熔融混煉優(yōu)選在轉(zhuǎn)矩流變儀中進(jìn)行。接著將熔融共混物進(jìn)行熱壓成型，所述熱壓成型的溫度為170～190℃，時(shí)間為5～7min。在本發(fā)明中，所述熱壓成型優(yōu)選在平板硫化機(jī)上進(jìn)行。最后，將產(chǎn)物冷壓出模，得到聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度復(fù)合材料由聚碳酸亞丙酯與聚酯型聚氨酯彈性體制備而成，所述復(fù)合材料在具有良好的熱穩(wěn)定性的同時(shí)，其力學(xué)性能得到了明顯提高，所用原料價(jià)廉易得，且制備方法工藝簡單，便于推廣應(yīng)用。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的聚碳酸亞丙酯/聚酯型聚氨酯彈性體復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。以下實(shí)施例中，聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為5萬～18萬的聚碳酸亞丙酯；聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫?qū)嵤├?實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的S85A15和聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為18萬的聚碳酸亞丙酯分別在真空干燥烘箱中60℃下烘干10h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到50r/min，溫度穩(wěn)定在180℃。稱取60份的聚酯型聚氨酯彈性體和40份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉8min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型6min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的1185A和聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為15萬的聚碳酸亞丙酯分別在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到40r/min，溫度穩(wěn)定在190℃。稱取65份的聚酯型聚氨酯彈性體和35份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉7min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型5min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。實(shí)施例3實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的B11和聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為13萬的聚碳酸亞丙酯分別在真空干燥烘箱中80℃下烘干8h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到50r/min，溫度穩(wěn)定在180℃。稱取70份的聚酯型聚氨酯彈性體和30份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉6min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融共混物，在170℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型5min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。實(shí)施例4實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的1085A和聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為13萬的聚碳酸亞丙酯分別在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到40r/min，溫度穩(wěn)定在180℃。稱取75份的聚酯型聚氨酯彈性體和25份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉7min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型5min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。實(shí)施例5實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的1180A和聚碳酸亞丙酯為購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為10萬的聚碳酸亞丙酯分別在真空干燥烘箱中60℃下烘干10h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到50r/min，溫度穩(wěn)定在180℃。稱取80份的聚酯型聚氨酯彈性體和20份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉7min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融共混物，在190℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型6min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。對(duì)比例1實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，購自河南天冠有限公司的數(shù)均分子量為5萬的聚碳酸亞丙酯在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到40r/min，溫度穩(wěn)定在180℃。稱取100份的聚碳酸亞丙酯在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉6min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融物料，在170℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型5min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。對(duì)比例2實(shí)驗(yàn)前期對(duì)材料進(jìn)行處理，聚酯型聚氨酯彈性體為購自德國巴斯夫的S90A在真空干燥烘箱中80℃下烘干10h。然后開啟轉(zhuǎn)矩流變儀，并將其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到50r/min，溫度穩(wěn)定在200℃。稱取100份的聚酯型聚氨酯彈性體在轉(zhuǎn)矩流變儀中熔融混煉8min，然后從轉(zhuǎn)矩流變儀中取出熔融物料，在190℃的平板硫化機(jī)上熱壓成型7min，然后冷壓出模，最后在制樣機(jī)中制得各種測試所需的試樣。實(shí)施例6將實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1制備得到的試樣進(jìn)行力學(xué)性能檢測，結(jié)果見表1，表1為實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣進(jìn)行力學(xué)性能檢測結(jié)果。表1實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣進(jìn)行力學(xué)性能檢測結(jié)果拉伸強(qiáng)度(MPa)斷裂伸長率(％)實(shí)施例1(60/40)23.50439.25實(shí)施例2(65/35)19.83408.63實(shí)施例3(70/30)17.68391.30實(shí)施例4(75/25)17.50386.40實(shí)施例5(80/20)16.10333.42對(duì)比例1(PPC)16.01285.75對(duì)比例2(TPU)42.89568.16實(shí)施例7將實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1制備得到的試樣進(jìn)行熱重分析，結(jié)果見圖1和表1。圖1為實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣TG曲線。圖1中，PPC為對(duì)比例1制備得到的試樣TG曲線，聚酯型TPU為對(duì)比例2制備得到的試樣TG曲線，60/40為實(shí)施例1制備得到的試樣TG曲線，65/35為實(shí)施例2制備得到的試樣TG曲線，70/30為實(shí)施例3制備得到的試樣TG曲線，75/25為實(shí)施例4制備得到的試樣TG曲線，80/20為實(shí)施例5制備得到的試樣TG曲線。表2為實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣分解5％的溫度。表2實(shí)施例1～5以及對(duì)比例1～2制備得到的試樣分解5％的溫度以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3