[发明专利]含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体及其制备方法和应用

说明书

本发明属于含硫橡胶技术领域，公开了一种含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体及其制备方法和应用，该聚酯弹性体是制备含硫共聚物后，将含硫共聚物、不饱和聚酯弹性体、有机碱和填料混炼、停放、硫化，制得。本发明的制备方法通过不饱和双键进行交联，所制得含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体弹性高、韧性强。本发明的含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体可重复加工利用，用途广泛，可用于制备轮胎胎面、增韧塑料、耐油密封、形状记忆或3D打印材料。

技术领域

本发明属于含硫橡胶技术领域，涉及一种不饱和聚酯弹性体，具体地说是一种含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

以脂肪族二元醇、脂肪族二元酸与衣康酸缩聚合成的不饱和脂肪族聚酯弹性体，在轮胎胎面、增韧塑料、耐油密封、形状记忆、3D打印材料等领域具有广阔的应用前景。

但不饱和聚酯弹性体只有经化学交联形成体型网络，赋予其弹性和尺寸稳定性，才具有实用价值，因其特殊结构，目前不饱和脂肪族聚酯弹性体的交联只能采用过氧化物交联剂，无法利用二烯烃橡胶交联中最成熟的硫磺硫化体系。尤其过氧化物交联还存在诸多问题，例如：交联键为碳碳单键，交联网络的强度和撕裂性能较差；交联网络既不能溶解也不易熔融，无法再加工重复利用；焦烧和硫化时间难以控制，不能兼容传统的硫磺硫化橡胶加工成型工艺，限制不饱和脂肪族聚酯弹性体的进一步利用。

因此，针对上述问题，发明一种工艺简单的新交联方法，制备一种弹性高、韧性强、可重复利用的不饱和脂肪族聚酯弹性体具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的，是要提供一种含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体的制备方法，该方法以含硫共聚物为交联剂，有机碱为催化剂，使含硫共聚物与不饱和脂肪族聚酯分子链中衣康酸单元的不饱和双键进行交联，所制得含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体弹性高、韧性强、可重复利用；

本发明的另一个目的，是要提供由上述方法制得的一种含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体；

本发明的还有一个目的，是要提供由上述方法制得的含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体的一种应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体的制备方法，包括依次进行的以下步骤：

S1.制备含硫共聚物：

取硫磺加热熔融，加入乙烯基单体和有机碱，混匀反应，加入溶剂，溶解，取溶液相，干燥，制得含硫共聚物；

S2.制备含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体：

取含硫共聚物、不饱和聚酯弹性体、有机碱和填料经混炼，停放，硫化，制得含硫共聚物交联不饱和聚酯弹性体。

其中，S2中的不饱和聚酯弹性体可由直接购买取得或按照以下方法制备：

取1,3-丙二醇3.5-4.5重量份、1,4-丁二醇4.5-5重量份、衣康酸1-1.8重量份、丁二酸4-4.8重量份和癸二酸5.5-6.5重量份经熔融缩聚法，制得不饱和聚酯弹性体，

熔融缩聚法的具体方法参考文献为：Liu B,Tang Z,Wang Z,et al.Integratingtransient and sacrificial bonds into biobased elastomers toward mechanicalproperty enhancement and macroscopically responsive property.Polymer,2019:121914.

作为一种限定，步骤S1中，所述硫磺与乙烯基单体的重量比为3:7-9:1，有机碱的重量为硫磺与乙烯基单体总重量的0-10％。