[发明专利]聚醚嵌段聚酰胺共聚物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，特别是涉及一种聚醚嵌段聚酰胺共聚物及其合成方法。

背景技术

聚醚嵌段聚酰胺共聚物(PEBA)是聚酰胺超韧材料中的一种，它是以聚酰胺为硬链段、脂肪族聚醚为软链段的结晶型嵌段共聚物。由于这种嵌段共聚物中硬链段结晶度较大，熔点较高，硬链段与软链段的相容性非常低，有助于维持硬段微区在高温下的完整性，能够有效地提高热塑性弹性体的上限使用温度。软链段赋予聚合物柔软性和可延伸性，而玻璃态或半结晶性硬链段微区则起到了交联点的作用，防止聚合物分子链滑移和粘流。通过改变软链段和硬链段的种类和长度以及两种链段所占比例，可以得到一系列具有不同硬度的聚合物，从而满足不同领域的性能需求。

聚醚嵌段聚酰胺共聚物具有以下特点：拉伸强度及低温抗冲强度高，柔软性好，弹性回复率高，在-40℃～0℃的低温环境下，仍能保持冲击强度和柔韧性不发生变化，曲挠性变化小，有良好的耐磨性及曲挠性，其耐磨性可以与相同硬度的热塑性聚氨酯和聚醚酯相媲美，同时其具有高度的抗疲劳性能，摩擦系数小，吸音效果好，热稳定性良好。

在聚醚嵌段聚酰胺共聚物中，组成硬段的聚酸胺共聚物有PA6、PA610、PA612、PA11、PA12等；组成软段的聚醚齐聚物有聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)及聚四氢呋喃(PTMG)等。影响聚醚嵌段聚酰胺共聚物性能的因素有：①聚酰胺种类影响聚醚嵌段聚酰胺共聚物的耐化学性、熔点以及相对密度；②聚醚种类影响聚醚嵌段聚酰胺共聚物的吸水性能和电性能；③聚酰胺和聚醚的比例影响聚醚嵌段聚酰胺共聚物的柔软性和冲击性能。

目前，现有技术中对聚醚嵌段聚酰胺共聚物的合成做了一些研究，例如中国专利CN101460546A公开了一种多嵌段共聚物，其包含聚酰胺嵌段、聚酯嵌段和聚醚嵌段，其具有通式：(I)-[BD-BM]N-其中BD或硬嵌段表示聚酰胺嵌段；BM或软嵌段表示聚醚嵌段和聚酯嵌段的混合物；和N表示所述共聚物-BD-BM单元的数目，特征在于聚醚嵌段(缩写为PE嵌段)的百分数绝对地大于所述聚合物重量的15％，和所述聚酯嵌段(缩写为PES嵌段)具有低于10℃的玻璃化转变温度TG；中国专利CN1761696A公开了一种具有链接内聚醚嵌段和内聚酰胺嵌段的共聚物，该共聚物通过包括1,4-环己烷二羧酸(CHDA)和聚(亚烷氧基)二胺(PAODA)的反应混合物而制备；中国专利CN104497306A公开了一种含耐高温聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物及其制备方法；该共聚物由一种或多种具有二羧基链末端的均聚或共聚酰胺的聚酰胺嵌段和一种或多种具有至少2个羟基链末端的聚醚多元醇组成。

在目前得到广泛应用的聚醚嵌段聚酰胺共聚物的生产中，仍然存在不少问题，例如：①以聚酰胺6低聚物为原料制备PEBA的路线中，存在体系相容性不好、反应时间长等问题；②采用己内酰胺为原料制备PEBA的路线中，容易出现己内酰胺转化率不高等问题；③聚酰胺12型PEBA虽然比聚酰胺6型PEBA容易合成，但是聚酰胺12型PEBA的单体月桂基内酰胺在国内没有生产，且价格昂贵和其来源于石油。

发明内容

基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种较高的冲击性能、低吸水率、抗静电性能以及具有生物来源的聚醚嵌段聚酰胺共聚物，可应

用于体育用品、电器电子部件、机械和航空航天等领域，或作为聚酯与聚酰胺

的相容剂、聚酰胺的抗静电助剂等。

为了实现上述发明目的，本发明采取了如下技术方案：

一种聚醚嵌段聚酰胺共聚物，其具有如下式Ⅰ结构：

式Ⅰ中，a＝2～4，b＝20～70，n＝4～12，c＝10～50，x＝2～5，y＝2～5，z＝2～5，

所述聚醚嵌段聚酰胺共聚物由11-氨基十一酸、聚醚二元醇、脂肪族二元酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉共聚而成，所述11-氨基十一酸、聚醚二元醇、脂肪族二元酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的摩尔比为1:0.02～0.1:0.02～0.1:0.05～0.3。

在其中一些实施例中，所述11-氨基十一酸、聚醚二元醇、脂肪族二元酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的摩尔比为1:0.04～0.08:0.05～0.09:0.08～0.24。

在其中一些实施例中，所述聚醚嵌段聚酰胺共聚物的特性粘度为0.7～1.0dL/g，熔融温度T_m为215～225℃。

在其中一些实施例中，所述聚醚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、或聚丁二醇，且所述聚醚二元醇的数均分子量为2000～4000。