CN110016134B - 一种持久抗紫外聚酰胺弹性体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种持久抗紫外聚酰胺弹性体及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤:将长碳链聚酰胺盐、抗紫外剂、抗氧剂、催化剂、水、聚醚和/或聚酯混合,升温至170~190℃,升压至0.9~1.5MPa,并进行保压,同时温度升到200~220℃;泄压至常压后,升温至230~260℃;抽真空后充入氮气,出料切片即得。本发明提供的抗紫外线的聚酰胺弹性体,由于抗紫外剂所含的活性官能团参与聚合反应,具有优异的抗紫外性能,制备原料成本低、对环境无害、回弹性好,可以应用在高档运动器械、医用材料以及特殊抗紫外材料等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种持久抗紫外聚酰胺弹性体及其制备方法,属于高聚物共聚合成领域。
背景技术
热塑性弹性体包括聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氯乙烯类等,其中,聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类热塑性弹性体的耐热性能最优。聚酰胺弹性体强度高、韧性高、比重低、耐弯曲疲劳性能好、耐磨性能好、低温性能好,可以广泛地用于汽车、运动用品、医疗用具、密封件、机械零部件等方面。
目前,在聚酰胺弹性体的制备研究工作中,虽然取得一定进展,但在性能研究方面仍有很大提升空间,如材料在遇到强的紫外线辐射时易引起材料老化及降解的现象,为解决抗紫外的问题,对抗紫外线聚酰胺弹性体材料的研究很有必要。一般合成高分子材料抗紫外方法是通过共混添加抗紫外剂方法或者表明涂层方法,存在容易析出、脱落、抗紫外性不持久等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种持久抗紫外聚酰胺弹性体及其制备方法,所述聚酰胺弹性体具备抗紫外性好、抗紫外线性能持久、吸水率低、弹性好、强度高的优点,可以在户外运动器材、医用材料和军工材料等领域应用。
本发明所提供的抗紫外线的聚酰胺弹性体的制备方法,包括如下步骤:
将长碳链聚酰胺盐、抗紫外剂、抗氧剂、催化剂、水、聚醚和/或聚酯混合,升温至170~190℃,升压至0.9~1.5MPa,并进行保压,升压的同时温度升到200~220℃;泄压至常压后,升温至230~260℃;抽真空后充入氮气,出料切片即得。
上述的制备方法中,所述长碳链聚酰胺盐可为由碳原子数为10~16的二胺和碳原子数为10~18的二酸反应得到的盐;
具体地,所述长碳链聚酰胺盐可为聚酰胺1010盐、聚酰胺1011盐、聚酰胺1012 盐、聚酰胺1014盐、、聚酰胺1111盐、聚酰胺1211盐、聚酰胺1212盐、聚酰胺1214 盐、聚酰胺1313盐、聚酰胺1311盐、聚酰胺1312盐。
上述的制备方法中,所述聚醚可为聚乙二醇、聚丙二醇、氨基封端的聚氧化乙烯醚、氨基封端的聚氧化丙烯醚和聚四氢呋喃醚二醇中至少一种,相对分子量可为 4000~8000;
所述聚酯可为聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇,相对分子量可为4000~8000。
上述的制备方法中,所述抗紫外剂可为2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、水杨酸对辛基苯基酯和 水杨酸-4-叔丁基苯基酯中至少一种;所述抗紫外剂至少含有一个以上的官能团;
所述抗氧剂可为抗氧剂1010和/或抗氧剂1098;
所述催化剂可为钛酸四丁酯和/或锆酸四丁酯中至少一种。
上述的制备方法中,各原料混合后于400~1000转/分钟的搅拌速度下搅拌均匀。
上述的制备方法中,所述保压的时间为70~120min;
所述泄压的时间为40~80min;
所述抽真空后的真空压力为0.05~5KPa。
上述的制备方法中,所述聚醚和/或聚酯的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚酯总重的50~90%。
上述的制备方法中,所述抗紫外剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚酯总重的1~3%。
上述的制备方法中,所述抗氧剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚酯总重的0.5~1%。
上述的制备方法中,所述催化剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚酯总重的0.3~0.5%。
上述的制备方法中,所述水的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚酯总重的20~30%,所述水可为去离子水。
本发明上述方法制备得到的抗紫外线的聚酰胺弹性体也属于本发明的保护范围;
本发明提供的抗紫外线的聚酰胺弹性体,由于抗紫外剂所含的活性官能团参与聚合反应,具有优异的抗紫外性能,制备原料成本低、对环境无害、回弹性好,可以应用在高档运动器械、医用材料以及特殊抗紫外材料等领域。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、
在反应釜中加入2000g长碳链聚酰胺1212盐、2000g相对分子量为8000的聚四氢呋喃醚二醇、40g的2,4-二羟基二苯甲酮、40g抗氧剂1010、12g的钛酸四丁酯和 800g去离子水,搅拌均匀,搅拌速度为1000转/分钟,升温到190℃,升压到1.5MPa,保压70min,温度升到200℃;卸压到常压,时间为80min,升温至260℃;抽真空,真空压力为0.05KPa,时间为2min;充入氮气,打开下出料口,熔体经冷却切粒干燥后,得到持久抗紫外长碳链聚酰胺弹性体。
实施例2、
在反应釜中加入2000g长碳链聚酰胺1012盐、18000g相对分子量为4000的聚丙二醇、600g的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、100g抗氧剂1098、100g的锆酸四丁酯和6000g 去离子水,搅拌均匀,搅拌速度为400转/分钟,升温到170℃,升压到0.9MPa,保压120min,温度升到220℃;卸压到常压,时间为40min,升温至230℃;抽真空,真空压力为5KPa,时间为20min;充入氮气,打开下出料口,熔体经冷却切粒干燥后,得到持久抗紫外长碳链聚酰胺弹性体。
实施例3、
在反应釜中加入2000g长碳链聚酰胺12盐、6000g相对分子量为5000的氨基封端的聚氧化丙烯醚和2000g相对分子量为6000的聚碳酸酯型二醇、100g的2-羟基-4- 正辛氧基二苯甲酮和100g水杨酸-4-叔丁基苯基酯、80g抗氧剂1098、20g钛酸四丁酯和20g锆酸四丁酯和2500g去离子水,搅拌均匀,搅拌速度为600转/分钟,升温到 180℃,升压到1.2MPa,保压100min,温度升到210℃;卸压到常压,时间为60min,升温至250℃;抽真空,真空压力为1KPa,时间为10min;充入氮气,打开下出料口,熔体经冷却切粒干燥后,得到持久抗紫外长碳链聚酰胺弹性体。
对比例1、
按照实施例3中的步骤进行制备,只是不加入抗紫外剂,所得样品作为对比样品1。
上述实施例得到的抗紫外线的聚酰胺弹性体经沸水萃取,干燥,按标准尺寸注塑成测试用的标准样条,进行抗紫外老化测试。
将上述制备的标准样条放入加速耐候仪中,测试条件:60℃,340纳米灯管下,在2个小时周期内,1小时42分的照射,18分钟的喷淋,循环进行测试,观察塑料耐受发生黄变的时间。
由表1中的数据可以看出,本发明制备的弹性体强度高、抗紫外性能持久、回弹性好(冲击回弹性)。
表1各样品的性能
Claims (7)
1.一种抗紫外线的聚酰胺弹性体的制备方法,包括如下步骤:
将长碳链聚酰胺盐、抗紫外剂、抗氧剂、催化剂、水、聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇混合,升温至170~190 ℃,升压至0.9~1.5 MPa,并进行保压,升压同时温度升到200~220 ℃;泄压至常压后,升温至230~260 ℃;抽真空后充入氮气,出料切片即得;
所述抗紫外剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、水杨酸对辛基苯基酯和水杨酸-4-叔丁基苯基酯中至少一种;
所述聚醚为聚乙二醇、聚丙二醇、氨基封端的聚氧化乙烯醚、氨基封端的聚氧化丙烯醚和聚四氢呋喃醚二醇中至少一种;
所述水的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇总重的20~30%。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述长碳链聚酰胺盐为由碳原子数为10~16的二胺和碳原子数为10~18的二酸反应得到的盐。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂1098;
所述催化剂为钛酸四丁酯和/或锆酸四丁酯。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述保压的时间为70~120min;
所述泄压的时间为40~80min;
所述抽真空后的真空压力为0.05~5 KPa。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇总重的50~90%;
所述抗紫外剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇总重的1~3%。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述抗氧剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇总重的0.5~1%;
所述催化剂的加入量为所述长碳链聚酰胺盐与所述聚醚和/或聚己内酯二醇和/或聚碳酸酯型二醇总重的0.3~0.5%。
7.权利要求1-6中任一项所述方法制备的抗紫外线的聚酰胺弹性体。
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