[发明专利]一种多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体的制备方法，属于高分子材料制备领域。

背景技术

尼龙(PA)具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。但是尼龙韧性较差，耐低温性能不足，不具备弹性材料优异的弹性，因此有必要对尼龙进行增韧改性，而聚氨酯材料在较宽的硬度范围内具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，有“耐磨橡胶”之称，但其耐热性以及加工性能不及尼龙，如果将二者用化学方法结合，使这种材料兼顾了尼龙加工性好的优点和聚氨酯高弹性的优点，进一步拓展了材料的性能及用途。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体的制备方法。其特点是利用化学方法将尼龙和聚氨酯的优点有效的结合，制备了一种新型的结构规整的多嵌段尼龙聚氨酯弹性体材料，具有较高熔点和优良加工性能的端氨基尼龙为硬段和具有优异的弹性及耐低温性能端异氰酸酯基团的聚氨酯为软段，通过硬段和软段的端基有效结合，制备了一种性能优异的弹性体材料。

本发明的目的有以下技术措施实现，其中原料份数除特殊说明外，均为质量份数。

多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体的制备方法包含以下步骤：

(1)将平均分子量为400-10000的端氨基尼龙预聚体20-300份在温度80-300℃溶解于10-9000份溶剂中；

(2)将平均分子量为400-10000的端异氰酸酯基团的聚酯/聚醚预聚体20-368份加入上述端氨基尼龙预聚体溶液中，于温度80-250℃反应5-150min，获得粗产物；

(3)将上述粗产物在真空度20Pa-0.1MPa于温度50-400℃烘干0.2-24h，或者在温度20-400℃干燥0.2-48h，除去溶剂，获得多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体。

端氨基尼龙预聚体的制备方法包括以下步骤：

(1)将二酸二胺盐0-100份、内酰胺20-200份、去离子水0.2-10份、以及0.1-1份抗氧剂，二元胺0.5-10份加入反应釜中，通氮气1-30min；

(2)在上述反应釜中，于温度120-300℃，反应2-10h；

(3)在上述反应釜中，于真空度20Pa-0.01MPa抽真空2-120min除去反应体系的小分子，倾出物料并用溶剂萃取提纯；

其中，萃取提纯溶剂为水、乙酸乙酯、乙醇、丙酮、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的任一种。

端氨基尼龙为均带有端氨基的尼龙6、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙610，尼龙1010、尼龙612、尼龙1212、尼龙46、尼龙1313、尼龙1012、尼龙68；尼龙9T、尼龙6T、尼龙6T/6、尼龙6T/66；聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺和聚对苯二甲酰间苯二胺中的至少一种。

溶解端氨基尼龙预聚体的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、丙酮和丁酮中的至少一种。

二元胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺，十二碳二胺；异佛尔酮二胺、氢化对苯二胺、氢化间苯二胺、氢化邻苯二胺、氢化间苯二甲胺、氢化4，4-二氨基二苯甲烷；对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、间苯二甲胺和4，4-二氨基二苯甲烷中的至少一种。

端异氰酸酯基团的聚酯/聚醚预聚体的聚酯/聚醚为聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇混合酯、聚四氢呋喃醚、聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、端氨基聚环氧乙烷和端氨基聚环氧丙烷中的至少一种。

端异氰酸酯基团的聚酯/聚醚预聚体的制备方法包括以下步骤：

(1)将聚酯/聚醚10-500份加热到60-200℃在真空度为20Pa-0.01MPa抽真空0.5-5h除去体系中的水分；

(2)将上述除去水分的聚酯/聚醚降温到40-100℃加入二异氰酸酯1.68-100份封端反应0.5-8h，备用。

合成端异氰酸酯基团的聚酯/聚醚预聚体的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、氢化4，4-二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4-二苯甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯之中的至少一种。

多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体的制备方法制备得到的多嵌段型尼龙聚氨酯弹性体。