CN1844194A - 热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法 - Google Patents

热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，其原料包括己内酰胺、TPU、催化剂等，制备方法是将己内酰胺单体和TPU混合加热熔化，形成均相的TPU/己内酰胺熔体后，加入催化剂进行原位缩聚，即可得本发明方法制备的复合材料。用本发明制备的复合材料，在其拉伸强度和弯曲强度基本不变的基础上，冲击韧性与耐热性得到了大幅度的改善。

Description

热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法
技术领域
本发明涉及采用缩聚法制备原位热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6复合材料，属于材料科学技术领域。
背景技术
尼龙6是工程塑料中开发最早的品种之一，是目前聚酰胺塑料中产量最大的品种，与其他工程塑料相比，尼龙6具有力学强度高，耐磨、自润滑、电性能良好、加工流动性好等优异的综合性能，在机械零件、纺织、石油化工、国防工业等领域有着广泛应用。但在很大对材料韧性要求高的应用领域中，尼龙6的韧性还不够高，满足不了其应用要求，因此，对尼龙6进行增韧改性一直是广泛的研究课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，通过该法制备的复合材料具有较高的韧性。
本发明的技术方案是这样的：热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，通过以下步骤实现：
第一步，将重量配比为100∶0-50的尼龙单体己内酰胺和热塑性聚氨酯加入到反应容器中，密封，然后抽真空，通入惰性保护气体，除净反应容器中的空气。
第二步，在惰性保护气体的保护下，加热至150-300℃，使物料熔化，搅拌30min-1h，使热塑性聚氨酯溶解在己内酰胺熔体中形成均相体系；
第三步，加入与己内酰胺重量比为1/100-15/100的催化剂，搅拌混合均匀，在160-300℃下反应1-24h，即可得到本发明的热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料。
上述热塑性聚氨酯是指所有的热塑性聚氨酯弹性体，包括聚醚型和聚酯型，其硬段为各种异氰酸酯(HDI/MDI/NDI)，软段为各类聚合物多元醇。
上述催化剂为ω-氨基己酸。
采用橡胶增韧，是提高尼龙冲击性能的有效方法，本发明利用具有优异抗冲击性能的热塑性聚氨酯弹性体共混改性尼龙6，极大的改善了尼龙6的抗冲击性，有望扩展尼龙6在韧性要求高的领域中的应用。通过本法制备的复合材料的拉伸强度为60-80MPa，弯曲弹性模量600-1200MPa，缺口冲击强度15-25KJ/m2，耐热分解温度比纯MC提高了20-60℃。
具体实施方式
下面实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的范围。
本发明热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，通过以下步骤实现：
第一步，将100重量份的己内酰胺与20重量份的热塑性聚氨酯弹性体(牌号Bayer公司聚醚型85s)，加入到三口烧瓶中，密封，然后抽真空，通入高纯氮气，此过程反复三次以除净三口烧瓶中的空气。此处氮气可用氩气替代。
第二步，在高纯氮气的保护下，升温至270℃，磁力搅拌30min，使热塑性聚氨酯弹性体在己内酰胺熔体中充分溶解直至均匀分散。
第三步，在第二步所得的物质中加入6重量份作为催化剂的ω-氨基己酸与水的混合物，其中，水的含量为ω-氨基己酸的0.5％，迅速混合均匀后，在270℃下反应5h，冷却后，制得热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6复合材料。
通过本实施例方法制得的复合材料，其性能如下：拉伸强度：65MPa，弯曲弹性模量：800Mpa，缺口冲击强度18KJ/m2，热分解5％的温度比MC尼龙提高35℃。

Claims (3)

1、热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，其特征在于：通过下列步骤实现：
第一步，将重量配比为100∶0-50的尼龙单体己内酰胺和热塑性聚氨酯加入到反应容器中，密封，抽真空、排气，通入惰性保护气体，除净反应容器中的空气；
第二步，在惰性保护气体的保护下，加热至150-300℃，使物料熔化，搅拌30min-1h，使热塑性聚氨酯溶解在己内酰胺熔体中形成均相体系；
第三步，加入与己内酰胺重量比为1/100-15/100的催化剂，搅拌混合均匀，在160-300℃下反应1-24h，即可得到本发明的热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料。
2、根据权利要求1所述热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，其特征在于：所述的热塑性聚氨酯是指所有的热塑性聚氨酯弹性体，包括聚醚型和聚酯型，其硬段为各种异氰酸酯，软段为各类聚合物多元醇。
3、根据权利要求1所述热塑性聚氨酯/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为ω-氨基己酸。
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