[发明专利]一种杂化硬段材料改性的弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚脲材料技术领域，尤其是涉及一种杂化硬段材料改性的弹性体材料及其制备方法。弹性体材料，包括至少两种组分；其中一种组分包括由多元醇和异氰酸酯类物质反应得到的异氰酸酯预聚物，‑NCO含量为22‑30％；另一种组分包括聚醚胺50‑70份、液态胺扩链剂2‑10份、聚羟基丁二烯5‑15份、杂化硬段材料1‑15份；杂化硬段材料包括纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅中的一种或多种。本发明通过调控异氰酸酯预聚物的‑NCO含量，提高硬段含量，配合在另一种组分中的成分，提在提高机械性能时，保证聚合物的弹性，同时提高材料的电绝缘性和耐磨性。

技术领域

本发明涉及聚脲材料技术领域，尤其是涉及一种杂化硬段材料改性的弹性体材料及其制备方法。

背景技术

异氰酸酯与多元胺可聚合形成聚脲，由于活泼氢组分反应活性高，二者的聚合反应无需催化剂，可直接快速反应，反应条件温和且效率高。并且，得到的聚脲材料具有较高的抗冲耐磨性、良好的防渗效果、耐腐蚀性和良好的综合力学性能，在国防、工民建及水利水电工程中得到了广泛的应用。

由于弹性体材料应用越来越广泛，越来越多的领域对弹性体材料进行了应用。如在大多数电气应用领域，需要弹性体材料具备更优良的绝缘性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种杂化硬段材料改性的弹性体材料，该弹性体材料通过一定方式引入纳米无机材料，能够有效提高弹性体材料的电绝缘性和耐磨性能。

本发明的第二目的在于提供一种杂化硬段材料改性的弹性体材料的制备方法，操作简单，条件温和，制备得到的弹性体材料结构稳定性好，性能优异。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种杂化硬段材料改性的弹性体材料，包括至少两种组分；

其中一种组分包括由多元醇和异氰酸酯类物质反应得到的异氰酸酯预聚物，异氰酸酯预聚物的-NCO含量为22-30％；另一种组分包括按重量份数计的如下组分：聚醚胺50-70份、液态胺扩链剂2-10份、聚羟基丁二烯5-15份、杂化硬段材料1-15份；杂化硬段材料包括纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅中的一种或多种。

本发明通过调控异氰酸酯预聚物的-NCO含量，提高硬段含量，也就是降低了软段含量，使弹性体中的脲键等含量增加，刚性链段增加，提高硬度、撕裂强度、拉伸强度等机械性能。同时，配合另一组分中的聚醚胺和聚羟基丁二烯，在提高机械性能的同时，保证聚合物的弹性。

在另一组分中加入杂化硬段材料，将杂化硬段材料经偶联等反应接枝于弹性体材料中，极大的提高材料的电绝缘性能和耐磨性能。比如纳米二氧化硅，其表面存在饱和的残键以及不同键合状态的羟基，能够有效接枝在弹性体材料中，提高聚合物链之间的交联性能，不仅保证材料的机械强度，还赋予材料优异的电绝缘性能和耐磨性能。并且，纳米材料本身具有团聚倾向，将纳米材料与聚羟基丁二烯混合，提高纳米材料与聚羟基丁二烯之间的相互作用，减轻纳米材料的内聚倾向，提高纳米材料在弹性体材料的分散均匀性，使弹性体材料性能得到稳定改善。

优选的，两种组分之间的官能度比为1﹕(1-1.05)。即异氰酸酯预聚物与另一种组分之间的官能度比为1﹕(1-1.05)。

优选的，杂化硬段材料包括表面预处理后的纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅中的一种或多种。更优选的，表面预处理包括：在纳米二氧化钛和/或纳米三氧化二铝和/或纳米二氧化硅表面接枝偶联剂。采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂等均可，由于硅烷偶联剂偶联条件温和，优选硅烷偶联剂。

通过对杂化硬段材料进行表面预处理，在杂化硬段材料表面接枝偶联剂，改善杂化硬段材料与有机聚合物之间的相容性，使杂化硬段材料在聚合物材料中分散均匀。