專利名稱：：高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于聚合物加工領域，具體說是采用熔融共混法制備一種高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物。
背景技術：
：熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)是由軟段和硬段組成的線性嵌段共聚物。熱塑性聚氨酯彈性體既有橡膠的柔性，又有塑料的剛性，具有高強度、高伸長和高彈性，優(yōu)良的耐撕裂、耐磨、耐低溫性能，使其有很多高性能的應用，可以制作機械零件、管材和薄膜，以及纖維、膠粘劑和涂料等。但是熱塑性聚氨酯彈性體耐熱性較差，一旦其工作溫度超過8(TC，它的許多優(yōu)良性能將喪失，這限制了它的應用。人們采用了多種方法來提高TPU的耐熱性，在常用的耐熱改性方法中，除添加一些耐熱無機物(如碳黑、二氧化硅、玻纖)或與耐熱有機物共混外，主要是在聚氨酯主鏈上嵌入無機元素硅、氟等，還可以引入耐熱有機雜環(huán)化合物，如異氰酸酯環(huán)、聚惡唑烷酮、或聚酰亞胺等。中國專利CN1189509A通過添加異氰脲酸酯環(huán)提高聚氨酯彈性體的耐熱性，所得的聚氨酯彈性體為非熱塑性。中國專利CN1271367A通過使用羥基平均官能度為3或更高的多元醇提高聚氨酯彈性體的耐熱性，所得的聚氨酯彈性體為非熱塑性。TPU作為次要組分常用來改善聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、ABS樹脂(聚丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物)的性能，但TPU作為主要組分與上述聚合物共混常使TPU的固有優(yōu)異性能下降。中國專利CN1644621A通過添加少量熱塑性聚氨酯彈性體來改善尼龍1010的抗沖擊性。Lee在JournalofIndustrialandEngineeringChemistry,2000,6:182中手艮道尼龍11可以提高熱塑性聚氨酯彈性體的拉伸模量。Pesetskii在JournalofAppliedPolymerScience,1999，74:1054中指出少量尼龍12可以部分提高熱塑性聚氨酯彈性體的拉伸應力。到目前為止，尚未見到以長碳鏈尼龍為分散相、添加反應增容劑改善熱塑性聚氨酯彈性體耐熱性的相關專利和研究報道。本發(fā)明提供了一種簡單的方法，通過添加長碳鏈尼龍和少量反應增容劑來提高熱塑性聚氨酯彈性體的耐熱性，并使其在強度大幅度提高的基礎上保留了可熱塑性加工的優(yōu)點。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物。本發(fā)明的另一目的是提供高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物的制備方法。本發(fā)明采用長碳鏈尼龍為熱塑性聚氨酯彈性體的改性劑。它具有如下優(yōu)點(1)優(yōu)異的物理性能，如強度高、耐熱和耐化學溶劑性好；(2)與熱塑性聚氨酯彈性體分子結構相似，具有良好的相容性；(3)與熱塑性聚氨酯彈性體分子具有相近的熔融加工溫度(約20(TC)。本發(fā)明的高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物的組成及含量為熱塑性聚氨酯彈性體6095重量份長碳鏈尼龍135重量份反應增容劑0.55重量份。所述的熱塑性聚氨酯彈性體為聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體或聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體。所述的長碳鏈尼龍為尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍1212、尼龍1313中的至少一種。所述的反應增容劑為二異氰酸酯、多異氰酸酯、異氰酸酯封端的預聚物中的至少一種。所述的異氰酸酯封端的預聚物為二異氰酸酯或多異氰酸酯和低分子量二醇的反應產物。所述的低分子量二醇的分子量是62800。本發(fā)明的高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物的制備方法將起始原料熱塑性聚氨酯彈性體6095重量份、長碳鏈尼龍135重量份、反應增容劑0.55重量份采用高速混合機混合均勻后用雙螺桿擠出機造粒，擠出機各段溫度范圍為170215°C，機頭溫度為160195°C。本發(fā)明的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物具有優(yōu)異的綜合性能，共混改性物相對于純聚氨酯彈性體的拉伸強度提高了3050%，耐熱性顯著提高。本發(fā)明提供的制備方法，利用尼龍和聚氨酯之間良好的相容性，通過反應增容劑與尼龍和聚氨酯之間的反應，使尼龍和聚氨酯之間形成良好的界面粘結，從而進一步提高了聚氨酯彈性體的性能。具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內容做出一些非本質的改進和調整。實施例1.將聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體(美國Noveon公司生產，熔融指數(shù)為16.8g/10min(200°C,5kg))89kg，尼龍12(德國Degussa公司生產，熔融指數(shù)為20.2g/10min(200°C，5kg))10kg和4，4一二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)lkg，采用高速混合機混合均勻后用雙螺桿擠出機造粒，擠出機各段溫度為185°C、205°C、205°C、190°C，機頭溫度為1卯。C。實施例2.將聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體(美國Noveon公司生產，熔融指數(shù)為22.1g/10min(200°C,5kg))93kg，尼龍1212(淄博廣通化工有限責任公司生產，熔融指數(shù)為23.2g/10min(200。C,5kg))5kg和多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)2kg，采用高速混合機混合均勻后用雙螺桿擠出機造粒，擠出機各段溫度為180。C、198°C、198°C、185°C，機頭溫度為185。C。實施例3.將聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體(美國Noveon公司生產，熔融指數(shù)為16.8g/10min(200°C，5kg))86kg，尼龍1313(淄博廣通化工有限責任公司生產，熔融指數(shù)為25.2g/10min(200°C，5kg))10kg和異氰酸酯封端的預聚物(100重量份4，4一二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與80重量份聚乙二醇(分子量400)于8(TC下反應2.5小時制備，分析后NCO%=9.0%)4kg采用高速混合機混合均勻后用雙螺桿擠出機造粒，擠出機各段溫度為175°C、195°C、195°C、180°C，機頭溫度為18(TC。實施例13的共混改性物與未改性前聚合物的性能比較見表1表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1.一種高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物，其特征是，該共混改性物的組成及含量為熱塑性聚氨酯彈性體60～95重量份長碳鏈尼龍1～35重量份反應增容劑0.5～5重量份。2.根據(jù)權利要求1所述的共混改性物，其特征是所述的熱塑性聚氮酯彈性體為聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體或聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體。3.根據(jù)權利要求1所述的共混改性物，其特征是所述的長碳鏈尼龍為尼龍IOIO、尼龍ll、尼龍12、尼龍1212、尼龍1313中的至少一種。4.根據(jù)權利要求1所述的共混改性物，其特征是所述的反應增容劑為二異氰酸酯、多異氰酸酯、異氰酸酯封端的預聚物中的至少一種。5.根據(jù)權利要求4所述的共混改性物，其特征是所述的異氰酸酯封端的預聚物為二異氰酸酯或多異氰酸酯和低分子量二醇的反應產物。6.根據(jù)權利要求5所述的共混改性物，其特征是所述的低分子量二醇的分子量是62800。7.—種根據(jù)權利要求16任一項所述的共混改性物的制備方法，其特征是將起始原料熱塑性聚氨酯彈性體6095重量份、長碳鏈尼龍135重量份、反應增容劑0.55重量份在混合機中混合均勻后，用雙螺桿擠出機造粒，擠出機各段溫度范圍為170215°C，機頭溫度為160195°C。熱塑性聚氨酯彈性體長碳鏈尼龍反應增容劑6095重量份135重量份0.55重量份全文摘要本發(fā)明屬于聚合物加工領域，具體說是采用熔融共混法制備一種高強耐熱的熱塑性聚氨酯彈性體共混改性物。該共混改性物的組成及含量為熱塑性聚氨酯彈性體60～95重量份，長碳鏈尼龍1～35重量份，反應增容劑0.5～5重量份。用雙螺桿擠出機造粒制備。共混改性物相對于純聚氨酯彈性體的拉伸強度提高了30～50％，耐熱性顯著提高。文檔編號B29B9/12GK101372552SQ20071012061公開日2009年2月25日申請日期2007年8月22日優(yōu)先權日2007年8月22日發(fā)明者劉進立,勇周,李萬利,王篤金,瑩趙申請人:中國科學院化學研究所