專(zhuān)利名稱(chēng)：熱塑性聚氨酯/mc尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用陰離子原位聚合法制備熱塑性聚氨酯(TPU)/MC尼龍6復(fù)合材料，屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
MC尼龍6是尼龍材料中的一種，其制備方法是在常壓下將熔融的己內(nèi)酰胺減壓脫水，并加入強(qiáng)堿性物質(zhì)作催化劑進(jìn)一步脫水后，與活化劑(如異氰酸酯)等助劑混合一起，直接注入到預(yù)熱一定溫度的模具中，物料在模具中進(jìn)行快速聚合反應(yīng)，凝固成固體坯料。MC尼龍具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐磨、耐溶劑、耐油等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、紡織、石油化工、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。近年來(lái)，高分子材料的主要發(fā)展方向是越來(lái)越高性能化，MC尼龍與其他工程塑料相比，存在著抗沖擊性能差，特別是在干燥狀態(tài)下，MC尼龍鑄件比較脆，這大大限制了MC尼龍的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位制備方法，通過(guò)該法制備的復(fù)合材料在保持原有MC尼龍優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，大幅度提高了其抗沖擊性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的，熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位制備方法，通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)第一步，將己內(nèi)酰胺單體在反應(yīng)容器中加熱至100-120℃，使物料熔化，真空脫水，真空度為10-1-10-3Pa，加入催化劑，繼續(xù)真空脫水，其中，催化劑與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0.1-2∶100；第二步，解除真空，按照熱塑性聚氨酯彈性體與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0-20∶100的比例加入熱塑性聚氨酯彈性體，升溫至150℃-170℃，磁力攪拌，使熱塑性聚氨酯彈性體在己內(nèi)酰胺熔體中充分溶解直至均勻分散，制得均勻分散的熱塑性聚氨酯彈性體/己內(nèi)酰胺熔體，真空脫水，真空度為10-1-10-3Pa；第三步，按照活化劑與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0-1.0∶100的比例在熱塑性聚氨酯彈性體/己內(nèi)酰胺熔體中加入活化劑，迅速混合均勻后澆鑄到已預(yù)熱至150-180℃的模具中，保溫30min-1h后冷卻，即得本發(fā)明的熱塑性聚氨酯(TPU)/MC尼龍6復(fù)合材料。
上述熱塑性聚氨酯彈性體為一種或多種熱塑性聚氨酯彈性體類(lèi)材料的混合體。
上述熱塑性聚氨酯彈性體類(lèi)材料包括聚醚型和聚酯型，其硬段為各種異氰酸酯(HDI/MDI/NDI)，軟段為各類(lèi)聚合物多元醇。
上述催化劑為金屬鈉、金屬鉀、金屬鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、各類(lèi)有機(jī)金屬化合物中的一種。
上述活化劑為各種異氰酸酯、乙?；簝?nèi)酰胺、碳酸酯、羧酸酯中的一種。
采用橡膠增韌MC尼龍是提高其韌性的有效方法，本發(fā)明用具有優(yōu)異抗沖擊性能的熱塑性聚氨酯彈性體增韌MC尼龍，極大的改善了MC尼龍的抗沖擊性，有望擴(kuò)展MC尼龍的應(yīng)用范圍。本發(fā)明中加入的活化劑可有效提高反應(yīng)速度，使聚合反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成。通過(guò)本法制備的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為65-80MPa，彎曲彈性模量600-1500MPa，缺口沖擊強(qiáng)度10-20KJ/m2，耐熱分解溫度比純MC提高了20-50℃。
具體實(shí)施例方式
下面實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而非限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位制備方法，通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)第一步，將100重量份的己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中加熱至110℃，真空脫水30min，真空為10-1-10-3Pa，加入0.40重量份催化劑氫氧化鈉，繼續(xù)真空脫水30min。
第二步，打開(kāi)閥門(mén)，解除真空，加入3重量份的熱塑性聚氨酯彈性體(牌號(hào)Bayer公司聚醚型85s)，升溫至150℃，磁力攪拌，使熱塑性聚氨酯彈性體在己內(nèi)酰胺熔體中充分溶解直至均勻分散，真空脫水30min，真空度為10-1-10-3Pa。
第三步，解除真空，加入0.65重量份的活化劑2.4-二甲苯二異氰酸酯，迅速混合均勻后澆鑄到已預(yù)熱至150-180℃的模具中，保溫1h后自然冷卻，即得熱塑性聚氨酯(TPU)/MC尼龍6復(fù)合材料。
通過(guò)本實(shí)施例方法制得的復(fù)合材料經(jīng)電子顯微鏡觀測(cè)，TPU以纖維狀均勻分散在尼龍的基體中，其性能如下拉伸強(qiáng)度70MPa，彎曲彈性模量1000Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度15KJ/m2，熱分解5％的溫度比MC尼龍?zhí)岣?0℃。
權(quán)利要求
1.熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)第一步，將己內(nèi)酰胺單體在反應(yīng)容器中加熱至100-120℃，使物料熔化，真空脫水，真空度為10-1-10-3Pa，加入催化劑，繼續(xù)真空脫水，其中，催化劑與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0.1-2∶100；第二步，解除真空，按照熱塑性聚氨酯彈性體與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0-20∶100的比例加入熱塑性聚氨酯彈性體，升溫至150℃-170℃，磁力攪拌，使熱塑性聚氨酯彈性體在己內(nèi)酰胺熔體中充分溶解直至均勻分散，制得均勻分散的熱塑性聚氨酯彈性體/己內(nèi)酰胺熔體，真空脫水，真空度為10-1-10-3Pa；第三步，將第二步所得的熱塑性聚氨酯彈性體/己內(nèi)酰胺熔體澆鑄到已預(yù)熱至150-180℃的模具中，保溫30min-1h后冷卻，即得本發(fā)明的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于在上述第三步中按照活化劑與己內(nèi)酰胺單體的重量比為0-1.0∶100的比例在熱塑性聚氨酯彈性體/己內(nèi)酰胺熔體中加入活化劑，迅速混合均勻后再進(jìn)行澆鑄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于上述熱塑性聚氨酯彈性體為一種或多種熱塑性聚氨酯彈性體類(lèi)材料的混合體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于上述熱塑性聚氨酯彈性體類(lèi)材料包括聚醚型和聚酯型，其硬段為各種異氰酸酯，軟段為各類(lèi)聚合物多元醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于上述催化劑為金屬鈉、金屬鉀、金屬鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、各類(lèi)有機(jī)金屬化合物中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱塑性聚氨酯/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位聚合方法，其特征在于上述活化劑為各種異氰酸酯、乙?；簝?nèi)酰胺、碳酸酯、羧酸酯中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱塑性聚氨酯(TPU)/MC尼龍6復(fù)合材料的陰離子原位制備方法。其原料包括己內(nèi)酰胺、TPU、催化劑、活化劑等，首先將己內(nèi)酰胺單體加熱熔化，真空脫水，加入催化劑，繼續(xù)真空脫水，后加入TPU原料，磁力攪拌，使TPU在己內(nèi)酰胺熔體中充分溶解直至其均勻分散，加入活化劑，迅速混合均勻后澆鑄到預(yù)熱的模具中，脫模，即得TPU/MC尼龍6復(fù)合材料。用本發(fā)明制備的復(fù)合材料，在其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度基本不變的基礎(chǔ)上，沖擊韌性與耐熱性得到大幅度的改善。
文檔編號(hào)C08L77/02GK1844193SQ200610040170
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者林志勇, 錢(qián)浩, 洪國(guó)瑩 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)