[發明專利]一種聚酰胺1012系熱塑性彈性體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610069156.4
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105566639B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 董俠;朱平;王篤金;王莉莉;高昀鋆;劉學新
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G69/26;C08L87/00;A61L29/06
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王彩霞

一種長碳鏈聚酰胺1012系熱塑性彈性體材料及其制備方法，以長碳鏈聚酰胺1012嵌段作為硬段、以聚醚嵌段和或者聚酯二醇嵌段作為軟段的嵌段共聚物。本發明涉及的長碳鏈聚酰胺1012系熱塑性彈性體的制備方法為一定溫度和壓力控制下的本體熔融縮聚方法。該長碳鏈聚酰胺1012系彈性體的制備成本更低、性能價格比更好，同時具備長碳鏈聚酰胺以及聚醚和或者聚酯材料的多種優點，如熱穩定性好、耐溶劑性好、熱穩定好、吸水量低、彈性好、耐磨性能好等，可以在高檔運動鞋的鞋底、醫用導管材料、微傳動機械部件、運動器材減震材料、阻尼隔音材料等領域應用。

技術領域

本發明涉及一種聚酰胺1012系熱塑性彈性體材料，更具體的，涉及一種具有聚酰胺1012鏈段和其它鏈段構成的熱塑性彈性體及其制備方法。

背景技術

熱塑性彈性體包括聚烯烴類、聚氨酯類、聚酯類、聚酰胺類、聚苯乙烯類、聚氯乙烯類等，其中，聚氨酯類、聚酯類、聚酰胺類熱塑性彈性體的耐熱性能最優。聚酰胺彈性體強度高、韌性高、彈性好、比重低、耐彎曲疲勞性能好、耐磨性能好、低溫性能好，可以廣泛地用于汽車、運動用品、醫療用具、密封件、機械零部件等方面。

聚酰胺彈性體是熱塑性彈性體中的重要一員，其高分子結構是由高熔點的結晶性聚酰胺硬段和非結晶性或者無定型聚酯或聚醚軟段組成。該類材料的性能取決于硬段以及軟段的類型及兩種鏈段的長度所形成的聚集態結構。聚酰胺硬段和軟段(軟段通常為聚醚)的質量比例能夠決定該類材料的高分子形態學特征以及相應的力學行為：1)聚醚軟段構成連續相的聚酰胺彈性體材料在寬泛的形變范圍內表現出良好的彈性特征，模量低。這些材料一般是透明的；2)聚酰胺構成連續相的聚酰胺彈性體模量更高，但是彈性形變更小；3)兩種鏈段的比例接近或者相等的產品表現出一類中間行為，這和兩相皆為連續相有某種關聯。因此，通過選擇聚酰胺硬段以及軟段的長度，可以得到邵氏硬度從25D到72D的一系列材料。目前商業化的聚酰胺彈性體按照聚酰胺硬段的種類劃分，可以分為聚酰胺6系、聚酰胺11系、聚酰胺12系。其中，以聚酰胺12系最為常見，如法國Arkema公司的Pebax XX33系列產品，德國Envonik公司的Vestamid E系列產品，日本UBE公司的XPA系列產品。它們的聚酰胺12硬段一般是通過經過石化方法獲得的十二內酰胺或者12氨基十二烷酸制得的，成本較高。這些聚酰胺彈性體通常具有良好的加工性能，耐腐蝕性能。一些聚酰胺硬段含量高的產品能夠在高溫條件下使用，最高使用溫度能夠達到170℃左右。

聚酰胺彈性體的制備在過去幾年中得到了廣泛的關注，有眾多公司以及科研機構利用PA6、PA11、PA12作為硬段，采取多種合成技術申請了相關專利。美國專利US4820796和US5280087介紹了一種使用聚酰胺硬段和聚醚軟段的共聚物，其中，聚酰胺硬段由聚酰胺6或者聚己內酰胺構成，其聚醚軟段為聚四氫呋喃二醇(PTMEG)，分子量為690-4040g/mol。使用聚酰胺6以及聚己內酰胺會使得所得共聚物硬度較大，彈性較差，且吸水率高。

中國專利公告第CN 101735451B介紹了一種陰離子工藝制備聚醚聚酰胺彈性體的方法，首先將端氨基聚醚加熱到140-180℃，隨后在攪拌條件下加入陰離子催化劑和熔融狀態的內酰胺化合物，加料完成之后再升溫至240-280℃，并保持500-5000Pa的壓力，最終獲得聚合物。陰離子催化劑對原料純化要求高，不易獲得高分子量產物，較難獲得高性能產品。

中國專利申請公開第CN10735451A介紹了一種聚酰胺熱塑性彈性體的合成方法，在100-400℃條件下，向端氨基聚醚與己內酰胺的熔體中加入0.1-1份陰離子催化劑反應合成出彈性體材料。該方法反應溫度適中，反應時間較短，但是使用陰離子催化劑對原料純化要求高，不易獲得高分子量產物，較難獲得高性能產品。

中國專利申請公開第CN 102399357A介紹了一種多嵌段尼龍聚氨酯彈性體的合成工藝，使用端氨基聚酰胺預聚體溶于80-300℃的溶劑中，隨后加入端異氰酸酯基聚酯/聚醚預聚體，隨后體系在80-250℃下合成出嵌段聚酰胺聚氨酯彈性體，該方法需要使用有機溶劑，這給工業化生產帶來不便，需要進行分離提純，這提高了成本。