一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子合金領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]把具有不同性能的聚合物通過(guò)共混改性制備成聚合物合金，可以獲得單一聚合物所不具有的或更好的性能，近年來(lái)其理論和實(shí)踐研宄十分活躍，并取得了一些重要的進(jìn)展。
[0003]熱塑性彈性體既具有橡膠類(lèi)產(chǎn)品優(yōu)良的彈性、耐低溫性能、撕裂性能，又具有塑料類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)良加工性能、熱可塑性、可回收性，由于這些良好的綜合物理化學(xué)性能，近年來(lái)熱塑性彈性體產(chǎn)品已在汽車(chē)、電線電纜、體育用品、建材、電子器件、皮革、密封件、電動(dòng)工具、IT產(chǎn)業(yè)、玩具等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展迅速，是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品。熱塑性聚氨酯(TPU)是既有橡膠的物理性能如彈性好、耐磨、耐油、耐臭氧、耐低溫又有塑料加工性能的高分子材料，因而應(yīng)用范圍十分廣泛。但其缺點(diǎn)也不少，主要包括:耐老化性差、阻燃性差、濕表面摩擦系數(shù)低、容易打滑、加工性能差、成本較高等。
[0004]利用聚合物合金技術(shù)可以制備聚氨酯合金，一方面可利用TPU的一些優(yōu)異的物性改善其他一些聚合物性能方面的不足，另一方面也可采用其他聚合物特定的性能來(lái)彌補(bǔ)!PU的某些性能上的缺陷，與此同時(shí)也可降低熱塑性聚氨酯成本，有關(guān)這方面的工作已引起人們的興趣。已經(jīng)報(bào)道的有 TPU / PC、P0M / TPU, TPU / PP, TPU / PVC、PA/TPU、PS/TPU等共混合金。
[0005]目前已有的制備聚合物合金的方法存在技術(shù)方法少、技術(shù)不成熟、設(shè)備要求特殊等各種問(wèn)題，而且都具有較大的局限性，均難于作為制備聚合物合金的普適性方法。如其中的高速高剪切強(qiáng)度混煉法，不僅要求擠出混煉設(shè)備具有數(shù)百至一千數(shù)百轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，而且僅適用于相容性極其良好的聚合物合金體系；反應(yīng)擠出法不僅對(duì)混煉設(shè)備的溫度控制、壓力控制、密封性能等方面有苛刻的要求，而且聚合物合金體系中物質(zhì)間必須有較強(qiáng)的反應(yīng)活性；固相粉碎法則是先將聚合物合金體系在特殊的固相粉碎單元中在較低的溫度條件下粉碎后，再在控制混煉強(qiáng)度的條件下在混煉單元中使之實(shí)現(xiàn)一種聚合物以納米尺度分散在另外一種聚合物中的方法，這種方法不僅需要采用特殊的設(shè)備和控制條件，而且所形成的合金的形貌穩(wěn)定性也很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種縮聚與自由基聚合同時(shí)進(jìn)行的連續(xù)制備聚氨酯合金的方法，旨在解決聚氨酯合金制備中存在的對(duì)設(shè)備要求特殊、方法技術(shù)局限性大等各種問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
1、在物料罐A中將1-5份(重量份)的自由基聚合引發(fā)劑溶解在100份的不飽和單體中備用O
[0008]2、在物料罐B中將100份的多元醇和0.1-0.5份催化劑于70°C混合均勻備用。
[0009]3、氣三次循環(huán)。3、在物料罐C中將異氰酸酯于70°C下保溫備用。
[0010]4、在物料罐D(zhuǎn)中加入擴(kuò)鏈劑備用。
[0011]5、將物料罐A、物料罐B、物料罐C、物料罐D(zhuǎn)中的物料按比例用澆注機(jī)計(jì)量和混合，送入雙螺桿擠出機(jī)擠出、水切造粒，烘干得到聚氨酯合金。
[0012]本發(fā)明所述的自由基聚合引發(fā)劑為各種偶氮類(lèi)、各種有機(jī)過(guò)氧化物類(lèi)的引發(fā)劑。
[0013]本發(fā)明所述的不飽和單體為氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸全氟烷基酯、丙烯酸羥乙基磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸已酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯中的一種或幾種組成。
[0014]本發(fā)明中所述的多元醇包括脂肪族聚酯多元醇和芳香族聚酯多元醇
本發(fā)明中所使用的催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫等，使用量為T(mén)PU總量的0.05% 到 0.5%O
[0015]本發(fā)明中的擴(kuò)鏈劑主要包括乙二醇、1，3丙二醇、1，4 丁二醇、1，6己二醇；
本發(fā)明中所述的物料罐A、物料罐B、物料罐C、物料罐D(zhuǎn)中物料擠出量的配比為10-100:100:37-76:9-36。
[0016]本發(fā)明中所述的雙螺桿擠出機(jī)工作參數(shù)如下:進(jìn)料區(qū)溫度為95-150?，中段溫度設(shè)定為150-260°C，末段溫度為100-180°C。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出特點(diǎn)及顯著優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明具有制備簡(jiǎn)單、聚合物之間達(dá)到分子級(jí)別的共混等，所制備的聚氨酯合金可直接用于各種成型加工，并具有良好的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0019]實(shí)施例1
(I)在物料罐A中將3份(重量份)的偶氮二異丁腈(AIBN)溶解在100份丙烯酸異辛酯中備用。
[0020](2)在物料罐B中將100份的聚己二酸1，4- 丁二醇酯(羥值=56)和0.3份催化劑于70°C混合均勻備用。
[0021](3.氣三次循環(huán)。3)在物料罐C中將100份二苯甲烷-4，4’二異氰酸酯于70°C下保溫備用。
[0022](4)在物料罐D(zhuǎn)中加入50份擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇備用。
[0023](5)將物料罐B和C中的物料按照質(zhì)量比聚酯多元醇:異氰酸酯=100:50用澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，物料罐A中物料按照質(zhì)量比丙烯酸異辛酯:聚酯多元醇=100:100的比例通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，并保持進(jìn)料段溫度為100°C，充分混合并反應(yīng)I小時(shí)后，將物料罐C中的擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇按照質(zhì)量比為1，4 丁二醇:聚酯多元醇=13.5:100通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，充分混合后，送入雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)中段溫度180°C到200°C，末段溫度160°C到180°C，最后水切造粒，烘干得到聚氨酯-聚氯乙稀合金。
[0024]實(shí)施例2
(I)在物料罐A中將4份(重量份)的過(guò)氧化苯甲酰(BPO)溶解在100份醋酸乙烯中備用。
[0025](2)在物料罐B中將100份的聚己二酸1，4_ 丁二醇酯(羥值=112)和0.5份催化劑于70°C混合均勻備用。
[0026](3.氣三次循環(huán)。3)在物料罐C中將150份二苯甲烷_(kāi)4，4’二異氰酸酯于70°C下保溫備用。
[0027](4)在物料罐D(zhuǎn)中加入50份擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇備用。
[0028](5)將物料罐B和C中的物料按照質(zhì)量比聚酯多元醇:異氰酸酯=100:125用澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，物料罐A中物料按照質(zhì)量比醋酸乙烯酯:聚酯多元醇=200:100的比例通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，并保持進(jìn)料段溫度為90°C，充分混合并反應(yīng)I小時(shí)后，將物料罐C中的擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇按照質(zhì)量比為1，4 丁二醇:聚酯多元醇=36:100通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，充分混合后，送入雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)中段溫度160°C到180°C，末段溫度150°C到160°C，最后水切造粒，烘干得到聚氨酯-聚醋酸乙烯酯合金。
[0029]實(shí)施例3
(I)在物料罐A中將I份(重量份)的偶氮二異丁腈(AIBN)溶解在100份甲基丙烯酸甲酯(MMA)中備用。
[0030](2)在物料罐B中將100份的聚己二酸1，4- 丁二醇酯(羥值=56)和0.3份催化劑于70°C混合均勻備用。
[0031](3)在物料罐C中將100份二苯甲烷_(kāi)4，4’ 二異氰酸酯于70°C下保溫備用。
[0032](4)在物料罐D(zhuǎn)中加入50份擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇備用。
[0033](5)將物料罐B和C中的物料按照質(zhì)量比聚酯多元醇:異氰酸酯=100:38用澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，物料罐A中物料按照質(zhì)量比氯乙烯:聚酯多元醇=50:100的比例通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，并保持進(jìn)料段溫度為90°C，充分混合并反應(yīng)I小時(shí)后，將物料罐C中的擴(kuò)鏈劑1，4 丁二醇按照質(zhì)量比為1，4 丁二醇:聚酯多元醇=9:100通過(guò)澆注機(jī)計(jì)量并加入到進(jìn)料區(qū)，充分混合后，送入雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)中段溫度190°C到210°C，末段溫度180°C到200°C，最后水切造粒，烘干得到聚氨酯_聚甲基丙烯酸甲酯合金。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其制備方法為: (1)在物料罐A中將1-5份(重量份)的自由基聚合引發(fā)劑溶解在100份的不飽和單體中備用； (2)在物料罐B中將100份的多元醇和0.1-0.5份催化劑于70°C混合均勻備用； (3)在物料罐C中將異氰酸酯于70°C下保溫備用； (4)在物料罐D(zhuǎn)中加入擴(kuò)鏈劑備用； (5)將物料罐A、物料罐B、物料罐C、物料罐D(zhuǎn)中的物料按比例用澆注機(jī)計(jì)量和混合，送入雙螺桿擠出機(jī)擠出、水切造粒，烘干得到聚氨酯合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的自由基聚合引發(fā)劑為各種偶氮類(lèi)、各種有機(jī)過(guò)氧化物類(lèi)的引發(fā)劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的不飽和單體為氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲醋、丙烯酸乙醋、丙烯酸丁醋、丙烯酸異丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸全氟烷基酯、丙烯酸羥乙基磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸已酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯中的一種或幾種組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的多元醇包括脂肪族聚酯多元醇和芳香族聚酯多元醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的所使用的催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫等，使用量為T(mén)PU總量的0.05%到0.5%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的的擴(kuò)鏈劑主要包括乙二醇、1，3丙二醇、1，4 丁二醇、1，6己二醇。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于所述的物料罐A、物料罐B、物料罐C、物料罐D(zhuǎn)中物料擠出量的配比為10-100:100:9-18:34_68。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，其特征在于本所述的雙螺桿擠出機(jī)工作參數(shù)如下:進(jìn)料區(qū)溫度為95-150°C，中段溫度設(shè)定為150-260°C，末段溫度為 100-180。。。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)法制備聚氨酯合金的方法，將溶有自由基聚合引發(fā)劑的不飽和單體、溶有催化劑的多元醇、異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑按比例用澆注機(jī)計(jì)量和混合，送入雙螺桿擠出機(jī)擠出、水切造粒，烘干得到聚氨酯合金，本發(fā)明提出一種縮聚與自由基聚合同時(shí)進(jìn)行、連續(xù)制備聚氨酯合金的方法，旨在解決一般聚合物合金制備中存在的對(duì)設(shè)備要求特殊、方法技術(shù)局限性大等各種問(wèn)題，本發(fā)明具有制備簡(jiǎn)單、聚合物之間達(dá)到分子級(jí)別的共混等，所制備的聚氨酯合金可直接用于各種成型加工，并具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】C08L75/06, C08G18/66, C08L33/08, B29C47/92, C08L31/04, C08L33/12, C08G18/42
【公開(kāi)號(hào)】CN104987700
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510426073
【發(fā)明人】陳登龍, 杜鵬飛, 陳嘉煉, 徐井水, 伍毓強(qiáng)
【申請(qǐng)人】福建師范大學(xué)泉港石化研究院
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日