CN103788338A - 一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法 - Google Patents

一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，所述的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，由50～63份聚醚二元醇或聚酯二元醇、6.6～11.9份小分子扩链剂、0.1～3.0份纳米稀土化合物和29.1～38.1份异氰酸酯组成。其制备方法即以经等离子体处理纳米稀土化合物后所得的功能化纳米稀土化合物为改性剂，以聚醚二元醇或聚酯二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，通过原位本体聚合一步合成法，将功能化纳米稀土改性剂引入热塑性聚氨酯弹性体制备体系中得到稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。

Description

一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，属于高分子材料研究领域。
背景技术
近年来热塑性聚氨酯弹性体特别是热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，因其高耐磨、高弹性、高强度、耐腐蚀等优良综合性能而日益引起人们的广泛关注，现已成功应用于汽车、高铁、医疗、航空航天等领域。
众所周知，无机稀土材料呈刚性。将其引入热塑性聚氨酯弹性体中，有望提高其力学强度。所采用的主要方法有熔融挤出共混法、物理共混法。
熔融挤出共混法所需改性剂用量多，并且存在二者相容性差而改善效果不佳之明显不足。
物理共混法是在热塑性聚氨酯弹性体制备过程中，将其作为改性剂直接引入，具有操作简单的优点，但仍未解决二者的均匀分散和界面结合难题。
因此，迫切需要发展一种低碳环保、操作方便、改性剂来源广泛、产品性能优良的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法。
发明内容
本发明的目的为了解决上述的技术问题而提供一种改性剂用量少，改性剂与热塑性聚氨酯弹性体分散均匀、界面结合牢固的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法。
本发明的技术方案
一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米稀土化合物后所得的功能化纳米稀土化合物为改性剂，以聚醚二元醇或聚酯二元醇为热塑性聚氨酯软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯硬段，异氰酸酯指数R为0.95～0.999，硬段含量为35%～50%，按重量份数计算，聚醚二元醇或聚酯二元醇、小分子扩链剂、纳米稀土化合物和异氰酸酯的含量如下： 
聚醚二元醇或聚酯二元醇          50～68份 
小分子扩链剂                    6.0～11.9份
纳米稀土化合物                  0.1～3.0份
异氰酸酯                        29～38份
其中所述的聚醚二元醇为分子量均为1000～3000g/mol的聚四氢呋喃醚二醇（PTHF）、聚氧四亚甲基二醇（PTMG）、聚环氧化丙烯二醇（PPG）或四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚；
所述的聚酯二元醇为分子量均为1000～3000g/mol的聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚己内酯二醇（PCL）或己二酸系聚酯；
其中所述的己二酸系聚酯为聚己二酸乙二醇酯二醇（PEA）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇（PEPA）、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(PEBA)或聚己二酸乙二醇乙二醇酯二醇（PEDA）；
所述的小分子扩链剂为乙二醇（EDO）、1, 4-丁二醇（BDO）、1, 6-己二醇（HDO）、3, 3'-二氯-4, 4'-二苯基甲烷二胺（MOCA）、3, 5-二甲基硫基甲苯二胺（DMTDA）、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯（TX-2）、三乙醇胺（TEA）或三异丙醇胺（TIPA）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的稀土氧化物、稀土氯化物或稀土碳酸盐，其中所述的稀土元素为铈、镧、铕、钕或钇；
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI）、4, 4￠-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、1, 5-萘二异氰酸酯（NDI）、对苯二异氰酸酯（PPDI）、二甲基联苯二异氰酸酯（TODI）、1, 6-亚己基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、4, 4￠-二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）或1,4-环己烷二异氰酸酯（CHDI）。
上述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米稀土化合物置于等离子体化学气相沉积炉中，抽真空至10-2 Pa时，通入氩气调节真空腔室压力13.3 Pa，采用60 W的等离子体功率进行等离子处理20～60 min，再通入99.999%的高纯氧气活化5～30min，获得功能化纳米稀土化合物；
（2）、将步骤（1）所得的功能化纳米稀土化合物与聚酯二元醇或聚醚二元醇置于反应器中，控制速率为2000～3000 r/min搅拌10～20 min后，于100～120℃温度下真空脱水1.5～2 h，超声处理30～60 min使其混合均匀，得到含功能化纳米稀土的聚酯二元醇树脂或含功能化纳米稀土的聚醚二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含功能化纳米稀土的聚酯二元醇树脂或含功能化纳米稀土的聚醚二元醇树脂中依次加入异氰酸酯和小分子扩链剂，在速率1000～3000 r/min下搅拌1～5 min后浇注于110～140℃预热的模具中；
（4）、将步骤（3）浇注的模具固化成型，优选首先在温度15～30℃下固化成型1～2 h，然后再于50～90℃下固化1～2 h，接着在90～120℃固化1～2 h，最后于120～150℃固化15～24 h，即得稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述制备方法所得的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，经GALDABLNI SUN万能材料试验机（意大利GALDABNI公司），采用GB/T528-2009方法测试，其拉伸强度为24.5～41.2MPa，断裂伸长率为537%～851%；经DMA 242C动态机械力学性能测试仪（德国 NETZSCH制造）测试，其玻璃化转变温度为-28～-10.5℃。
本发明的有益技术效果
本发明的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法中，以功能化的纳米稀土化合物为改性剂，以聚醚二元醇或聚酯二元醇构成软段，以异氰酸酯、小分子扩链剂构成硬段。由于纳米粒子特有的体积效应和表面效应，以及稀土元素本身具有独特的价电子结构，使得纳米稀土易与热塑性聚氨酯弹性体分子中极性基团发生反应，从而对热塑性聚氨酯弹性体的力学、热学性能有改善效果。
进一步，本发明的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，纳米稀土化合物经等离子体功能化处理后，使纳米稀土化合物的表面产生具有高反应活性的含氧自由基，由此引发其与热塑性聚氨酯弹性体中氨基甲酸酯基团的原位配位反应，从而有效解决了无机纳米材料因表面惰性和自聚集而难以在高分子树脂中有效分散和牢固界面结合之技术难题。
进一步，本发明的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，采用了原位本体聚合一步合成工艺，具有操作简便、改性剂消耗量少、原料来源广泛、绿色环保、能耗低、适于规模化生产等优点。并且当纳米稀土化合物引入量仅为0.1～3份时，所得的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，其拉伸强度为24.5～41.2MPa，断裂伸长率为537～851%，玻璃化转变温度为-28～-10.5℃。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明的各实施例中所用纳米稀土化合物，由上海和利稀土材料有限公司提供。
聚醚二元醇或聚酯二元醇购自BASF（中国）上海分公司。
异氰酸酯由烟台万华聚氨酯股份有限公司。
小分子胺、醇类扩链剂购自上海国药集团。
实施例1
一种稀土化合物氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米氧化铈后所得的功能化纳米氧化铈为改性剂，以聚酯二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，异氰酸酯指数0.999和硬段含量为40%，通过原位本体聚合一步法合成出稀土化合物氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。所述的稀土化合物氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下：
聚酯二元醇                       60份
小分子扩链剂                     6.6份
异氰酸酯                         33.4份
纳米稀土化合物                   0.1份
所述的聚酯二元醇为1000g/mol分子量的聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）；
所述的小分子扩链剂为1, 4-丁二醇（BDO）；
所述的异氰酸酯为4, 4￠-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化铈。
上述的一种稀土化合物氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化铈置于等离子体沉积炉中，抽真空至10-2 Pa，通入纯度99.999%的氩气，调节腔室压力至13.3 Pa，再于60 W等离子体功率下处理30min后，通入纯度99.999%氧气活化10min，即得功能化的纳米氧化铈；
（2）、将步骤（1）所得功能化的纳米氧化铈、分子量为1000 g/mol聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）加入反应容器中，控制速率为2500 r/min搅拌反应20min后，于100℃下真空脱水2h，再进行超声处理30min，得到含功能化纳米稀土氧化铈的聚酯二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含纳米氧化铈的聚酯二元醇树脂中依次加入4,4￠-二苯基甲烷二异氰酸酯和小分子扩链剂即1,4-丁二醇，以速率2500r/min搅拌1 min后倒入120℃预热模具中；
（4）、将步骤（3）浇注好的模具首先在30℃下固化2 h，然后再于90℃下固化2 h，接着在120℃固化2 h，最后于140℃固化24 h，即得氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述所得的一种氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，经GALDABLNI SUN万能材料试验机（意大利GALDABLNI公司），采用GB/T528-2009方法检测其拉伸强度为38.7 MPa，断裂伸长率为674%。
上述所得的一种氧化铈改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，经DMA 242C 动态机械力学性能测试仪（德国 NETZSCH制造）测试，测试其玻璃化转化温度为-11℃。
实施例2
一种稀土化合物氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米氧化镧后所得的功能化纳米氧化镧为改性剂，以聚醚二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，异氰酸酯指数0.97和硬段含量为37%，通过原位本体聚合一步法合成出稀土化合物氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。所述的稀土化合物氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下：
聚醚二元醇                       63.0份
小分子扩链剂                     7.95份
异氰酸酯                         29.1份
纳米稀土化合物                   0.3份
所述的聚醚多元醇为2000 g/mol分子量的聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）；
所述的小分子扩链剂为1, 6-环己二醇；
所述的异氰酸酯为1, 5-萘二异氰酸酯（NDI）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化镧。
上述的一种稀土化合物氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米氧化镧置于等离子体沉积炉中，抽真空至10-2 Pa，通入纯度99.999%的氩气，调节腔室压力至13.3 Pa，再于60 W等离子体功率下处理60 min后，通入纯度99.999%氧气活化30 min，即得功能化的纳米氧化镧；
（2）、将步骤（1）所得的功能化纳米氧化镧、分子量为2000 g/mol的聚四氢呋喃醚二醇加入反应容器中，控制速率为2000 r/min搅拌反应10min，再于100℃下真空脱水2h密封进行超声处理60 min，得到含纳米氧化镧的聚醚二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含纳米氧化镧的聚醚二元醇树脂中依次加入1, 5-萘二异氰酸酯和小分子扩链剂即1, 6-环己二醇，以速率2000 r/min搅拌1 min后倒入120℃预热模具中；
（4）、将步骤（3）浇注的模具置于烘箱中，首先在25℃下固化成型1h，然后再于50℃下固化2 h，接着在100℃固化2 h，最后于125℃固化24 h，即得氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述所得到的氧化镧改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，其拉伸强度为24.5MPa，断裂伸长率为851%，玻璃化转化温度为-28℃。
实施例3
一种稀土化合物氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米稀土化合物后所得的功能化纳米氯化铕为改性剂，以聚酯二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，异氰酸酯指数0.99和硬段含量为39%，通过原位本体聚合一步法合成出稀土化合物氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。所述的稀土化合物氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下：
聚酯二元醇                      61份
小分子扩链剂                    8.4份
异氰酸酯                        30.6份
纳米稀土化合物                  1.0份
所述的聚酯多元醇为1000 g/mol分子量的聚己内酯二醇（PCL）；
所述的小分子扩链剂为3, 3'-二氯-4, 4'-二苯基甲烷二胺（MOCA）；
所述的异氰酸酯为对苯二异氰酸酯（PPDI）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氯化铕。
上述的一种稀土化合物氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米氯化铕置于等离子体沉积炉中，抽真空至10-2 Pa，通入纯度99.999%的氩气，调节腔室压力至13.3 Pa，再于60 W等离子体功率下处理50 min后，通入纯度99.999%氧气活化20 min，即得功能化的纳米氯化铕；
（2）、将步骤（1）所得功能化的纳米氯化铕、分子量为1000 g/mol的聚己内酯二醇（PCL）加入反应容器中，控制速率为2000 r/min搅拌反应20 min后，于100℃下真空脱水2 h，再进行超声处理30 min，得到含纳米氯化铕的聚酯二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含纳米氯化铕的聚酯二元醇树脂中依次加入对苯二异氰酸酯和小分子扩链剂即3, 3'-二氯-4, 4'-二苯基甲烷二胺，以2000 r/min搅拌1 min后浇注于120℃预热模具中；
（4）、将步骤（3）浇注的模具首先在15℃下固化成型1 h，然后再于70℃下固化1.5 h，接着在120℃固化2 h，最后于140℃固化24 h，即得氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述所得到的氯化铕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体经检测，其拉伸强度为36.7 MPa，断裂伸长率为537%，玻璃化转化温度为-10.5℃。
实施例4
一种稀土化合物氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米稀土化合物后所得的功能化纳米氧化钕为改性剂，以聚酯二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，异氰酸酯指数0.95和硬段含量为41%，通过原位本体聚合一步法合成出稀土化合物氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。所述的稀土化合物氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下： 
聚酯二元醇                       59份
小分子扩链剂                     9.3份
异氰酸酯                         31.7份
纳米稀土化合物                   0.5份
所述的聚酯二元醇为分子量为2000 g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）；
所述的小分子扩链剂为1, 6-环己二醇；
所述的异氰酸酯为1, 6－亚己基二异氰酸酯（HDI）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化钕。
上述的一种稀土化合物氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米稀土氧化钕置于等离子体沉积炉中，抽真空至10-2 Pa，通入纯度99.999%的氩气，调节腔室压力至13.3 Pa，再于60 W等离子体功率下处理60 min后，通入纯度99.99%氧气活化30 min，即得功能化的纳米氧化钕；
（2）、将步骤（1）所得的功能化纳米氧化钕、分子量为2000 g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加入反应容器中，控制速率为3000 r/min搅拌反应20 min后，于120℃下真空脱水1.5 h，再进行超声处理40 min，得到含功能化纳米氧化钕的聚酯二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含纳米氧化钕的聚酯二元醇树脂中依次加入1,6－亚己基二异氰酸酯和小分子扩链剂即1, 6-环己二醇，以速率3000 r/min搅拌1min后倒入130℃预热模具中；
（4）、将步骤（3）浇注的模具首先在30℃下固化成型2 h，然后再于90℃下固化1 h，接着在110℃固化2 h，最后于150℃固化20 h，即得氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述所得到的氧化钕改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体经检测，其拉伸强度为38.1 MPa，断裂伸长率为615%，玻璃化转化温度为-21.5℃。
实施例5
一种稀土化合物碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，即以经等离子体处理纳米稀土化合物后所得的功能化纳米碳酸钇为改性剂，以聚酯二元醇为热塑性聚氨酯弹性体软段，以异氰酸酯和小分子扩链剂为热塑性聚氨酯弹性体硬段，异氰酸酯指数0.97和硬段含量为50%，通过原位本体聚合一步法合成出稀土化合物碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。所述的稀土化合物碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下： 
聚酯二元醇                       50份
小分子扩链剂                     11.9份
异氰酸酯                         38.1份
纳米稀土化合物                   3.0份
所述的聚酯二元醇为分子量为1000 g/mol的聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇（PEPA）；
所述的小分子扩链剂为3, 5-二甲基硫基甲苯二胺（DMTDA）；
所述的异氰酸酯为二甲基联苯二异氰酸酯（TODI）；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米碳酸钇。
上述的一种稀土化合物碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）、将纳米碳酸钇置于等离子体沉积炉中，抽真空至10-2 Pa，通入纯度99.999%的氩气，调节腔室压力至13.3 Pa，再于60 W等离子体功率下处理30 min后，通入纯度99.999%氧气活化5 min，即得功能化的纳米碳酸钇；
（2）、将步骤（1）所得的功能化纳米碳酸钇、分子量为1000 g/mol的聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇加入反应容器中，控制速率为2000 r/min搅拌反应20 min后，于120℃下真空脱水2 h，再进行超声处理30 min，得到含功能化稀土碳酸钇的聚酯二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含碳酸钇的聚酯二元醇树脂中依次加入二甲基联苯二异氰酸酯和小分子扩链剂即3, 5-二甲基硫基甲苯二胺，以速率2000 r/min搅拌1.5 min后倒入140℃预热模具中；
（4）、将步骤（3）浇注好的模具首先在15℃下固化成型1h，然后再于50℃下固化1 h，接着在100℃固化2 h，最后于120℃固化24 h，即得碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
上述所得到的碳酸钇改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体经检测，其拉伸强度为35.4MPa，断裂伸长率为650%，玻璃化转化温度为-11.7℃。
综上所述，本发明的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，由于利用纳米稀土化合物兼有的特殊电子层结构和独特纳米效应，以及等离子体功能化改性技术，赋予其高反应活性，进而纳米稀土化合物以配位键形式与热塑性聚氨酯弹性体中氨基甲酸酯中的极性基团牢固结合，最终得到的纳米稀土化合物改性的热塑性聚氨酯弹性体具有较高的拉伸强度、断裂伸长率和玻璃化转化温度。当纳米稀土化合物的引入量为0.1~3wt%时，所得稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的拉伸强度为24.5～41.2MPa，断裂伸长率为537～851%，玻璃化转化温度为-28～-10.5℃。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其组成及含量如下： 
聚醚二元醇或聚酯二元醇          50～63份 
小分子扩链剂                    6.6～11.9份
纳米稀土化合物                  0.1～3.0份
异氰酸酯                        29.1～38.1份
其中所述的聚醚二元醇为分子量均为1000～3000g/mol的聚四氢呋喃醚二醇、聚氧四亚甲基二醇、聚环氧化丙烯二醇或四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚；
所述的聚酯二元醇为分子量均为1000～3000g/mol的聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇或己二酸系聚酯；其中所述的己二酸系聚酯为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇乙二醇酯二醇；
所述的小分子扩链剂为乙二醇、1, 4-丁二醇、1, 6-己二醇、3, 3'-二氯-4, 4'-二苯基甲烷二胺、3, 5-二甲基硫基甲苯二胺、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、三乙醇胺或三异丙醇胺；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的稀土氧化物、稀土氯化物或稀土碳酸盐，其中所述的稀土元素为铈、镧、铕、钕或钇；
所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4, 4￠-二苯基甲烷二异氰酸酯、1, 5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4, 4￠-二环已基甲烷二异氰酸酯或1,4-环己烷二异氰酸酯；
上述一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、将纳米稀土化合物置于等离子体化学气相沉积炉中，抽真空至10-2 Pa时，通入氩气调节真空腔室压力13.3 Pa，采用60W的等离子体功率处理20～60min，再通入99.999%的高纯氧气活化5～30min，获得功能化纳米稀土化合物；
（2）、将步骤（1）所得的功能化纳米稀土化合物与聚酯二元醇或聚醚二元醇置于反应器中，控制速率为2000～3000r/min搅拌10～20min后，于100～120℃温度下真空脱水1.5～2h，超声处理30～60min使其混合均匀，得到含功能化纳米稀土的聚酯二元醇树脂或含功能化纳米稀土的聚醚二元醇树脂；
（3）、向步骤（2）所得含功能化纳米稀土的聚酯二元醇或含功能化纳米稀土的聚醚二元醇树脂中依次加入异氰酸酯和小分子扩链剂，在速率1000～3000r/min下搅拌1～5min后浇注于110～140℃预热的模具中；
（4）、将步骤（3）浇注的模具固化成型，即得稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体。
2.如权利要求1所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
聚酯二元醇                       60份
小分子扩链剂                     6.6份
异氰酸酯                         33.4份
纳米稀土化合物                   0.1份
所述的聚酯二元醇为1000g/mol分子量的聚己二酸丁二醇酯二醇；
所述的小分子扩链剂为1, 4-丁二醇；
所述的异氰酸酯为4, 4￠-二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化铈。
3.如权利要求1所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
聚醚二元醇                       63.0份
小分子扩链剂                     7.95份
异氰酸酯                         29.1份
纳米稀土化合物                   0.3份
所述的聚醚二元醇为2000 g/mol分子量的聚四氢呋喃醚二醇；
所述的小分子扩链剂为1, 6-环己二醇；
所述的异氰酸酯为1, 5-萘二异氰酸酯；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化镧。
4.如权利要求1所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
聚酯二元醇                      61份
小分子扩链剂                    8.4份
异氰酸酯                        30.6份
纳米稀土化合物                  1.0份
所述的聚酯二元醇为1000 g/mol分子量的聚己内酯二醇；
所述的小分子扩链剂为3, 3'-二氯-4, 4'-二苯基甲烷二胺；
所述的异氰酸酯为对苯二异氰酸酯；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氯化铕。
5.如权利要求1所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
聚酯二元醇                       59份
小分子扩链剂                     9.3份
异氰酸酯                         31.7份
纳米稀土化合物                   0.5份
所述的聚酯二元醇为分子量为2000 g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇；
所述的小分子扩链剂为1, 6-环己二醇；
所述的异氰酸酯为1, 6－亚己基二异氰酸酯；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米氧化钕。
6.如权利要求1所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体按重量份数计算，其原料组成及含量如下：
聚酯二元醇                       50份
小分子扩链剂                     11.9份
异氰酸酯                         38.1份
纳米稀土化合物                   3.0份
所述的聚酯二元醇为分子量为1000 g/mol的聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇；
所述的小分子扩链剂为3, 5-二甲基硫基甲苯二胺；
所述的异氰酸酯为二甲基联苯二异氰酸酯；
所述的纳米稀土化合物为粒径在1～100nm的纳米碳酸钇。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的一种稀土化合物改性的热塑性聚氨酯纳米复合弹性体的制备方法，其特征在于步骤（4）所述的固化成型，即首先在温度15～30℃下固化成型1～2h，然后再于50～90℃下固化1～2h，接着在90～120℃固化1～2 h，最后于120～150℃固化15～24h。
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