CN114369220B - 一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料及制备方法，属于改性聚氨酯复合材料领域，解决了现有技术中改善TPUE强度、耐磨性能的同时无法保持TPUE的韧性的问题。本发明公开的热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料，原料包括在热塑性聚氨酯弹性体的聚合过程中引入的反应型纳米二氧化硅，其中反应型纳米二氧化硅是表面含有具有反应能力的活性氨基官能团的氨基纳米二氧化硅纳米粒子。该材料是通用的高分子材料，可在鞋材、电缆、汽车、管材、薄膜领域广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及改性聚氨酯复合材料领域，尤其涉及一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料及制备方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)是一种通用的高分子材料，广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等领域。TPUE是一种嵌段线性聚合物，由柔性软段和刚性硬段构成。其中柔性软段是由高分子量(1000～6000)的聚酯或聚醚与二异氰酸酯组成，而刚性硬段是由含2～12个直链碳原子的二醇与二异氰酸酯组成。其中，硬段含量直接影响氢键、微相分离程度以及结晶性能，是决定TPUE性能的主要因素。一般来说，随着硬段含量的增加，TPUE的硬度、模量以及撕裂强度等增加，而断裂伸长率下降。此外，TPUE的分子量对其力学性能也有明显影响，随着TPUE分子量的增加，拉伸强度、模量及耐磨性等性能明显提高。然而，目前通过调控TPUE的结构组成很难同时提高其强度和韧性，因此，如何实现TPUE的强度和韧性之间的平衡仍然具有挑战性。
添加无机纳米材料是TPUE改性的常用技术手段，通常通过添加纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锌等来提高TPUE的各项性能。纳米二氧化硅的加入可以进一步提高TPUE的耐磨性能；适量的纳米ZnO能起到异相成核的作用，细化TPUE晶粒，加快结晶速度与结晶温度；纳米CaCO3的加入可以明显提高TPUE的耐热性能，起到韧性补充的作用，另外对材料的各项力学性能均有改善与提升。此外，采用碳纳米管、碳纤维等功能化纳米材料对TPUE基体直接改性，可以改善TPUE的耐热性能、力学性能、导电性能等。然而，简单的无机纳米材料的物理添加往往会导致TPUE断裂伸长率下降，如何在提高TPUE的强度、模量、耐热性能和耐磨性能的前提下，保证TPUE的韧性不受影响，成为TPUE纳米复合材料研究领域的一个需要解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料及制备方法，用以解决现有技术中改善TPUE强度、耐磨性能的同时无法保持TPUE的韧性。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料，原料包括在热塑性聚氨酯弹性体的聚合过程中引入的反应型纳米二氧化硅，所述反应型纳米二氧化硅是表面含有具有反应能力的活性氨基官能团的氨基纳米二氧化硅纳米粒子。
进一步地，所述氨基纳米二氧化硅纳米粒子的二氧化硅纳米粒子表面含有质量分数0.1％-3％的氨基官能团。
进一步地，所述的二氧化硅纳米粒子的粒径在10-1000nm。
另一方面本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备方法，主要包括以下几个步骤：
步骤1、将反应型纳米二氧化硅加入聚醚多元醇或聚酯多元醇中，并进行超声分散得到分散液；
步骤2、将反应型纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的分散液升温加热，然后将二异氰酸酯加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌10-60分钟；加入扩链剂，保持反应温度，机械搅拌5-10分钟，得到混合体系；
步骤3、最后将混合体系浇注到聚四氟乙烯模具中，在烘箱中固化，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料。
进一步地，所述步骤1中加入的反应型纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的质量比为1:200-1:20。
进一步地，所述步骤1中加入的聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，所述步骤1中加入的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇。
进一步地，所述步骤2中加入的二异氰酸酯，包括：4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种；二异氰酸酯的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1.8:1-2.2:1。
进一步地，所述步骤2中加入的扩链剂，包括：1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(BOD)、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或多种；扩链剂的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1:1。
进一步地，所述步骤2中分散液升温加热的温度为60-100℃。
进一步地，所述步骤3中烘箱中的固化温度为80-100℃，固化时间为20-30小时。
本发明的技术方具有如下有益效果之一：
(1)本发明将具有化学反应能力的氨基二氧化硅纳米颗粒在TPUE的聚合过程中引入，并与TPUE的分子链形成化学键合，以此对TPUE实现纳米二氧化硅的化学改性。
(2)通过上述化学改性制备的纳米复合材料在提高强度的同时，其断裂伸长率也可以有效保持，同时纳米二氧化硅的引入还可能使TPUE的耐磨性能获得进一步的提升。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为反应型氨基纳米二氧化硅改性聚氨酯弹性体纳米材料反应示意图。
图2为氨基纳米二氧化硅与MDI反应物的13C-NMR谱图。
图3为实施例一至五TPUE/SN-NH2纳米复合材料的力学性能测试结果图。
图4为实施例一至五TPUE/SN-NH2纳米复合材料的耐磨性能测试结果图。
具体实施方式
下面结合实施例阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)是一种通用的高分子材料，广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等领域。TPUE是一种嵌段线性聚合物，由柔性软段和刚性硬段构成。硬段含量直接影响氢键、微相分离程度以及结晶性能，是决定TPUE性能的主要因素。随着硬段含量的增加，TPUE的硬度、模量以及撕裂强度等增加，而断裂伸长率下降。添加无机纳米材料是TPUE改性的常用技术手段，通常通过添加纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锌等来提高TPUE的各项性能。然而，这种添加往往会导致TPUE断裂伸长率下降。本发明旨在提供一种聚氨酯弹性体纳米复合材料，用以提高TPUE的强度、模量、耐热性能和耐磨性能的前提下，保证TPUE的韧性不受影响。
本发明公开了一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料，原料包括在热塑性聚氨酯弹性体的聚合过程中引入的反应型纳米二氧化硅，反应型纳米二氧化硅是表面含有具有反应能力的活性氨基官能团的氨基纳米二氧化硅纳米粒子。
现有技术的改进主要是通过在TPUE中添加无机纳米二氧化硅，由于这种添加属于简单的物理添加，因此虽然物理添加可以改善TPUE的强度、模量、耐热性能和耐磨性能，但无机纳米材料的物理添加使无机纳米二氧化硅分散与TPUE分子之间，会造成TPUE断裂伸长率下降，即韧性受到影响。本发明使用的反应型纳米二氧化硅与传统的无机纳米二氧化硅不同，是通过化学改性的纳米二氧化硅，其具有活性氨基官能团，因此具有反应活性。本发明在聚氨酯聚合反应的过程中，将氨基纳米二氧化硅引入体系中，使其参加化学反应，通过化学反应生成新的化学键，将二氧化硅与聚氨酯实现化学键的相连，即二氧化硅与聚氨酯通过化学键形成大分子或超分子。而传统的无机纳米二氧化硅的物理添加，仅仅将二氧化硅分散在聚氨酯体系中，他们之间的作用力是二氧化硅与聚氨酯分子之间的分子间作用力。
氨基纳米二氧化硅纳米粒子的二氧化硅纳米粒子表面含有质量分数0.1％-5％的氨基官能团。
由于二氧化硅是内部原子紧密排列立体结构，制备得到的氨基纳米二氧化硅粒子的氨基官能团只能存在于二氧化硅表面，同时为了保证氨基能够裸露参加化学反应，也要求氨基官能团位于二氧化硅表面。氨基的质量分数代表二氧化硅表面氨基的数量，由于活性官能团氨基参加聚氨酯的聚合反应，氨基只能引入在二氧化硅表面，因此氨基的数量不能过多，即质量分数不能高于5％。氨基含量过少则会造成二氧化硅无法通过氨基与聚氨酯键合，使大量二氧化硅与聚氨酯以分子间作用的形式作用，接近于物理添加，改性效果严重下降。
二氧化硅纳米粒子的粒径在10-1000nm。
纳米二氧化硅粒子粒径过小，则纳米二氧化硅引入聚氨酯体系内，亦无法对聚氨酯形成有效的改性。但纳米二氧化硅粒子粒径不宜过大，粒径过大既会造成难于在聚氨酯聚合反应中引入，也会造成引入后二氧化硅单元过大导致聚氨酯的其他各方面性能有所变化。因此二氧化硅纳米粒子的粒径控制在10-1000nm。
同时本申请提供了一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备方法，用于制备上述的热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料，主要包括以下几个步骤：
步骤1、将反应型纳米二氧化硅加入聚醚多元醇或聚酯多元醇中，并进行超声分散；
步骤2、将纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的分散液升温加热，然后将二异氰酸酯加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌10-60分钟；加入扩链剂，保持反应温度，机械搅拌5-10分钟；
步骤3、最后将混合体系浇注到聚四氟乙烯模具中，在烘箱中固化，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料。
上述步骤1中加入的氨基纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的质量比为1:200-1:20。
氨基纳米二氧化硅比例过小，则氨基二氧化硅引入聚氨酯体系内所占比例过小，无法对聚氨酯形成有效的改性。但氨基二氧化硅比例不宜过大，比例过大既会造成在聚氨酯聚合反应中参与反应不完全，也容易造成二异氰酸酯大量氨解，产生大量杂质。因此氨基纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的质量比选择1:200-1:20。
步骤1中加入的聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，步骤1中加入的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇。
聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为价格便宜，是最易获得的聚醚多元醇，采用聚四亚甲基醚二醇便于更好的实施。同时反应还可以采用聚酯多元醇代替聚醚多元醇，聚酯多元醇适用范围广泛，脂肪族的聚酯多元醇和芳香族的聚酯多元醇均可。
步骤2中加入的二异氰酸酯，包括：4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种；其中二异氰酸酯的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1.8:1-2.2:1。优选地，二异氰酸酯的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为2:1。
二异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇进行聚合反应，该反应是聚氨酯的制备过程，根据二异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇的官能团比例，将其比例控制为1.8:1-2.2:1，其中最优的为摩尔比为2:1。
步骤2中加入的扩链剂，包括：1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(BOD)、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或多种；扩链剂的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1:1。
扩链剂为脂肪族二元醇，为了达到最佳的扩链作用，选择主碳链上没有支链的脂肪族二元醇，并且两个醇羟基分别在碳链的两端，包括三个碳的扩链剂1,3-丙二醇，四个碳的扩链剂1,4-丁二醇(BOD)，五个碳的扩链剂1,5-戊二醇和六个碳的扩链剂1,6-己二醇。
步骤2中分散液升温加热的温度为60-100℃。
温度是影响反应热力学和动力学的重要因素，温度过低，反应难以发生，也可能导致反应发生但反应不完全。温度过高造成大量副反应，因此控制反应温度在60-100℃。反应过程中可以恒定控制该范围内的某一温度值，也可以控制反应在不低于60℃，不高于100℃的范围内。
步骤3中烘箱中的固化温度为80-100℃，固化时间为20-30小时。
需要补充说明的是，反应中进行氮气保护，防止异氰酸酯水解等副反应。
对上述方法制备的TPUE按照ISO527-2标准进行力学性能测试材料的拉伸强度和断裂伸长率同时显著提高。耐磨性能测试表明，反应型纳米二氧化硅可以显著改善TPUE的耐磨性能。
实施例一
步骤1.将1.3克氨基纳米二氧化硅SN-NH2加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell超声处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将氨基纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至80℃，然后将50克MDI加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂BOD，80℃机械搅拌5分钟；
步骤3.将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE/SN-NH2-0.5wt％)，其中摩尔比MDI:PTMG:BOD＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
对比例一
步骤1.将200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)升温至80℃，然后将50克MDI加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂BOD，80℃机械搅拌5分钟；
步骤2.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE)，其中摩尔比MDI:PTMG:BOD＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
对比例二
步骤1.首先将5.2克气相法纳米二氧化硅A200加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在高功率超声下用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将气相法纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至80℃，然后将50克MDI加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂BOD，80℃机械搅拌5分钟；
步骤3.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE/A200–2.0wt％)，其中摩尔比MDI:PTMG:BOD＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
需要补充说明的是：SN-NH2纳米粒子的表面氨基与异氰酸酯反应形成脲键。为了验证氨基纳米二氧化硅的反应性，将SN-NH2纳米颗粒与大量MDI在80℃下混合，并通过两次洗涤(分别使用丙酮和乙醇)干燥除去未反应的MDI后，如图2所示，通过固体13C-NMR对SN-NH2-MDI产物进行表征。与SN-NH2相比，SN-NH2-MDI纳米颗粒上出现了新峰。在146.6、136.1和129.1ppm处的峰分别对应苯环的C1，C3以及C4原子的典型化学位移。在164.7ppm处最大的化学位移属于脲键中C7原子，表明在SN-NH2纳米粒子和MDI之间发生了化学反应。而对比例一中没有添加纳米二氧化硅，对比例二中添加无机纳米二氧化硅，均未出现实施例1中的特征核磁峰。通过对比例一和对比例二与实施例一的比对，充分说明，氨基纳米二氧化硅参与了聚氨酯的聚合反应，氨基纳米二氧化硅在TPUE基体中充当了交联点和超硬链段，因此导致纳米复合材料的性能显著提升。此外，SN-NH2纳米粒子与TPUE聚合物链之间的化学键合可以改善氨基纳米二氧化硅在聚合物基质中的分散性。
实施例二
步骤1.首先将2.6克氨基纳米二氧化硅SN-NH2加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在高功率超声下用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将氨基纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至80℃，然后将50克二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂1,4-丁二醇，80℃机械搅拌5分钟；
步骤3.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE/SN-NH2-1.0wt％)，其中摩尔比TODI:PTMG:1,4-丁二醇＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
实施例三
步骤1.首先将3.9克氨基纳米二氧化硅SN-NH2加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在高功率超声下用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将氨基纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至80℃，然后将50克MDI加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂BOD，80℃机械搅拌5分钟；
步骤3.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE:SN-NH2-1.5wt％)，其中摩尔比MDI:PTMG:BOD＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
实施例四
步骤1.首先将5.2克氨基纳米二氧化硅SN-NH2加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在高功率超声下用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将氨基纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至90℃，然后将48克1,5-萘二异氰酸酯(NDI)加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入10克扩链剂1,6-己二醇，90℃机械搅拌5分钟；
步骤3.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在85℃烘箱中固化20小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE/SN-NH2-2.0wt％)，其中摩尔比NDI:PTMG:1,6-己二醇＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
实施例五
步骤1.首先将6.5克氨基纳米二氧化硅SN-NH2加入到200克聚四亚甲基醚二醇PTMG(数均分子量2000)中，在高功率超声下用配备有13mm标准探针和振幅为250W的Vibra-Cell处理器(VC750)在PTMG中预分散20分钟；
步骤2.将氨基纳米二氧化硅与PTMG的分散液升温至80℃，然后将50克MDI加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌15分钟；然后在体系中加入9克扩链剂BOD，80℃机械搅拌5分钟；
步骤3.最后将混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃烘箱中固化24小时，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料(TPUE/SN-NH2-2.5wt％)，其中摩尔比MDI:PTMG:BOD＝2:1:1，NCO:OH＝1:1。
力学性能测试是通过万能试验机(英国Instron 1122)按照ISO527-2标准进行的测试，拉伸速度为100mm/min。样条是采用哑铃型样品(75×4×2mm，Type5A)，对实施例一至五的五个样品进行测试，最后取平均值。
TPUE及其纳米复合材料的力学性能如图3所示。通常，随着无机纳米粒子添加量的增加，TPUE的拉伸强度提高，而断裂伸长率降低。但是，在添加反应性纳米二氧化硅SN-NH2之后，TPUE的断裂伸长率可以有效的保持，尤其是TPUE纳米复合材料在SN-NH2纳米颗粒的2wt％添加量下，材料的拉伸强度和断裂伸长率同时显著提高：拉伸强度可以从16.4MPa增加到26.4MPa，断裂伸长率可以从1160％增加到1650％，这应该归因于MDI和纳米二氧化硅颗粒之间的化学键合。
耐磨性能测试采用Taber Type Abrasion Tester设备进行磨耗测试。将样品裁剪成直径为11±0.5mm的圆片，测试750g载荷10000次磨损循环后的质量损失，磨损质量损失的计算公式如下：磨损质量损失(mg)＝M0-M。其中M0表示试验之前圆片的质量，M表示磨损试验之后圆片的质量。
如图4所示，TPUE纳米复合材料的磨损质量损失随磨损循环次数的增加而增加。10000次循环后，纯TPUE样品的质量损失为7.11wt％。通过添加反应型氨基纳米二氧化硅，其质量损失降低到0.41wt％～0.81wt％的范围内，表明其耐磨性有了很大的提高。无反应活性的气相法纳米二氧化硅填充的TPUE/200-2wt％纳米复合材料的磨损损耗也降低了2.19wt％，但明显大于对应的TPUE/SN-NH2-2wt％纳米复合材料的0.79wt％。以上结果表明，反应型纳米二氧化硅可以显著改善TPUE的耐磨性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备方法，其原料包括反应型纳米二氧化硅，所述反应型纳米二氧化硅是表面含有具有反应能力的活性氨基官能团的氨基纳米二氧化硅纳米粒子，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1、将反应型纳米二氧化硅加入聚醚多元醇或聚酯多元醇中，并进行超声分散得到分散液；
步骤2、将反应型纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的分散液升温加热，然后将二异氰酸酯加入到分散液中，在氮气气氛中机械搅拌10-60分钟；加入扩链剂，保持反应温度，机械搅拌5-10分钟，得到混合体系；
步骤3、最后将混合体系浇注到聚四氟乙烯模具中，在烘箱中固化，得到热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料；
其中，所述氨基纳米二氧化硅纳米粒子的二氧化硅纳米粒子表面含有质量分数0.1％-3％的氨基官能团，反应型纳米二氧化硅与聚醚多元醇或聚酯多元醇的质量比为3.9:200-5.2:200，二异氰酸酯的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1.8:1-2.2:1；
所述氨基纳米二氧化硅纳米粒子的表面氨基与二异氰酸酯反应形成脲键，从而形成大分子或超分子，氨基纳米二氧化硅纳米粒子在热塑性聚氨酯弹性体基体中充当了交联点和超硬链段；
所述二氧化硅纳米粒子的粒径为10-1000nm；
所述步骤1中加入的聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，所述步骤1中加入的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇；
所述步骤2中加入的二异氰酸酯为4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种；
所述步骤2中加入的扩链剂为1,3-丙二醇、1,4-丁二醇(BOD)、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或多种；扩链剂的添加量与聚醚多元醇或聚酯多元醇的摩尔比为1:1；
所述步骤2中分散液升温加热的温度为60-100℃；
所述步骤3中烘箱中的固化温度为80-100℃，固化时间为20-30小时。
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| "改性气相二氧化硅作为填料的聚氨酯预聚体的合成与表征";蒋喆 等;《上海化工》;20181115;第43卷(第11期);第21-25页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114369220A (zh) | 2022-04-19 |
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