[其他]具有宽温域阻尼性能和耐热性能的改性聚氯乙烯材料

说明书

本发明涉及合成一类聚氨酯/聚氯乙烯IPN的方法。用该法合成的材料阻尼性能或耐热性能优于纯聚氯乙烯。

聚氯乙烯产量很高，但聚氯乙烯制品的物理机械性能及热稳定性远远满足不了实际需要。聚氯乙烯的改性研究是开发聚氯乙烯用途的一重要手段。传统的助剂改性往往因助剂的挥发性、迁移性、可溶解性等限制了其应用，故高分子改性聚氯乙烯近年来发展迅速。美国专利4478961号公布了以改性聚酯来改性聚氯乙烯，从而制得了较好的抗血凝材料;美国专利3487126号公布了以固化了的聚氨酯共混改性聚氯乙烯，获得了抗撕裂强度较好的聚氯乙烯材料。我们首次合成了聚氨酯/聚氯乙烯IPN。该材料有宽广的阻尼温度范围，可用于建材等消音减振场合;稍改变配方，可在此基础上合成具有耐热性的改性聚氯乙烯材料。

本发明的任务是提供一种简便可行的方法合成改性聚氯乙烯，使其阻尼性能和耐热性能有较大改进。

本发明的任务是以下述方法完成的：将干燥处理的端羟基遥爪聚合物（聚醚型或聚酯型，Mn为400到4000）和重蒸处理的二异氰酸酯按一定比例（端羟基摩尔比为：NCO/OH＝1.4～5.6）合成聚氨酯预聚物。以脂肪族二元醇或二元胺（含2～16个碳原子的线性或支链的二元醇或二元胺）或芳香族二元醇（或胺）作为聚氨酯扩链剂，以小分子三元醇为其交联剂。其中扩链剂与交联剂的摩尔配比为：三元醇/二元醇（或胺）等于0～20。将上述聚氨酯预聚物和溶剂（四氢呋喃，环己酮等）按一定比例相混合，再加入计量的聚氯乙烯树脂粉末及聚氨酯扩链剂及交链剂（视实际需要可加入增塑剂、稳定剂等助剂），混合均匀在室温固化并使溶剂自动挥发，即得该IPN材料。如果按上述方法，只将聚氨酯预聚物、溶剂和聚氯乙烯三者混合，即可制得改性聚氯乙烯涂料，该涂料在使用前，混入聚氨酯交联剂及扩链剂，即可涂刷。用上述方法合成的材料可满足本发明任务提出的要求。以下给出几个典型实例：

例1

在装有搅拌器、氮气导管及滴液漏斗及干燥管的500ml三口瓶内加入50克80℃新蒸的MDI（4，4-二苯甲烷二异氰酸酯）然后置于70℃的油浴下，在不断搅拌及通干燥氮气的情况下，以每分钟5～7克的速度滴加200克预热至70℃的干燥端羟基聚环氧丙烷（Mn＝2000）。加完后，油温升至80℃，反应3小时，即得聚氨酯预聚物。称取以上预聚物3克溶于30ml四氢呋喃中加入计量的三甲醇丙烷及1，5-戊二醇的混合物（其摩尔比为1∶3）以及7克聚氯乙烯粉末（Ⅳ型）待完全溶解后，倒入模具内在室温放置24小时，即得该IPN材料。此材料编号为A。

例2

同与例1类似的方法合成。区别之处是，合成聚氨酯预聚物时改用TDI（甲苯二异氰酸酯）和端羟基乙二醇己二酸酯反应。所制IPN编号为B。

本发明的优点是：通过和聚氨酯形成IPN，聚氯乙烯的阻尼性能及耐热性能有显著提高。可通过改变配料来获得不同阻尼及耐热性能的聚氯乙烯材料。测量结果表明：以聚醚和MDI为基础形成的聚氨酯/聚氯乙烯IPN具有优越的耐热性能（图1）。使用温度可达130～150℃，比纯聚氯乙烯高出40℃。以聚酯和TDI为基础形成的IPN具有优越的阻尼性能（图2）。它在100℃的温域内，TANδ可持续大于0.3。用本法合成的材料可用于消音材料、建材其它方面。

本发明的最佳实施方案是：阻尼高分子材料：以分子量（Mn）为2000的端羟基聚酯二元醇和TDI按NCO/OH＝2.00合成的聚氨酯预聚物，以1，5-戊二醇为扩链剂和聚氯乙烯（Ⅱ型）以四氢呋喃共混后固化（配比：聚氨酯/聚氯乙烯＝30/70，重量比）。耐热材料：同上。差别在于以端羟基聚醚（Mn＝2000）及MDI合成聚氨酯预聚物。

附图说明：

图1.试样A、C的DSC热谱图。从图中可明显比较出形成IPN后，聚氯乙烯的耐热性能大大提高。试样C为纯聚氯乙烯树脂制的试样。

图2.试样B的DMS图（于TOYO-Baldwin    DDV-Ⅲ-EA上测量）。可见其阻尼温域宽、阻尼值高。