[发明专利]泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工程塑料领域，特别涉及泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

MC尼龙是在碱性条件下，由己内酰胺单体经阴离子开环聚合而成，又称单体浇铸尼龙（Monomer casting nylon），是工程塑料的一种。MC尼龙制品具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐，绝缘等多种独特性能，几乎应用于所有的工业领域。它可直接取代部分以铜、不锈钢、铝合金等材料制备的金属制品，“以塑代钢、性能卓越”。但MC尼龙也存在一些缺点，如在干态和低温下抗冲击强度低，制品尺寸稳定性差，强度和刚度与金属相比差距较大，呈现较大的脆性，尤其在低温条件下更易脆裂。为了解决这个问题，通常是采用物理或化学的方法进行改性。专利CN102146160A公开了通过十二内酰胺单体的引入，使单体浇铸尼龙的化学结构和聚合形态上发生改变，以达到增韧改性的目的。但改性后的单体浇铸尼龙在韧性上是常规MC尼龙的2～3倍时，十二内酰胺单体的用量需要达到己内酰胺单体质量份的40%左右。专利CN102796256A公开了采用交联聚丙烯进行共混改性单体浇铸尼龙，但交联聚丙烯的用量在达到己内酰胺单体质量份的5～20%时，此方法使所获得的改性单体浇铸尼龙的抗冲击强度提高70%以上。

泡沫聚氨酯具有轻质、回弹性和耐久性优良，密度和硬度可调节，耐冲击、隔热性能好等特性，同时具有易进行裁剪、穿孔、粘合加工等性能（参考文献《聚氨酯的应用与研究》，陈宣，《化工文摘》2007，1）。工业生产中产生的废硬质泡沫塑料，一般采用焚烧的方法进行处理，既浪费材料，又造成环境污染。专利CN101096426A公开了将废硬质泡沫聚氨酯塑料粉碎后与聚醚多元醇、异氰酸酯混合后进行发泡，制备泡沫塑料成品。

发明内容

本发明的目的之一是将泡沫聚氨酯用于对单体浇铸尼龙（MC尼龙）进行共混改性，以此来显著提高单体浇铸尼龙（MC尼龙）的韧性，从而提供一种泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料。

本发明的目的之二是提供一种泡沫聚氨酯改性单体浇铸尼龙（MC尼龙）复合材料的制备方法。

本发明的泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料是由以下重量份的原料经混合后进行聚合得到，以己内酰胺单体的重量份为基准，其中：

所述的泡沫聚氨酯粉末是新的泡沫聚氨酯或废弃的泡沫聚氨酯经粉碎为粒径是5～1200目的泡沫聚氨酯粉末，或是新的泡沫聚氨酯与废弃的泡沫聚氨酯的混合物经粉碎为粒径是5～1200目的泡沫聚氨酯粉末。

所述的碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、乙醇钠和乙醇钾中的一种或几种。

所述的活化剂选自对苯2,4-二异氰酸酯（TDI）、己二异氰酸酯（HDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）、三苯甲烷三异氰酸酯（JQ-1胶）和碳酸二苯酯中的一种或几种。

本发明的泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料的制备方法：以己内酰胺单体的重量份为基准，将100重量份的己内酰胺单体和0.5～20重量份的泡沫聚氨酯粉末加入到容器内，在温度为110～120℃下抽真空，在真空状态下进行脱水，当真空计所示的体系的压强<500Pa时，加入0.005～0.5重量份的碱性催化剂，继续抽真空，当温度升至130～140℃时，体系粘度增大到浇铸极限，解除真空，加入0.01～1重量份的活化剂，然后迅速浇铸到已预热（温度一般为160～200℃）的模具中，保温（一般保温的时间为10～90分钟）后自然冷却，脱模，即得到泡沫聚氨酯改性的MC尼龙复合材料。

本发明的泡沫聚氨酯改性的MC尼龙复合材料中，由于聚氨酯（PU）与MC尼龙共聚物的生成，有效改善了两相的界面结合作用，少量PU就能明显增大复合材料的抗冲击强度，韧性明显提高，可以满足某些工业领域对材料的更高要求，能更好的实现以塑代钢、节约资源和降低成本；为新型的MC尼龙复合材料开辟广阔的前景。

附图说明

图1.本发明的泡沫聚氨酯改性MC尼龙复合材料的制备工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1