[發(fā)明專(zhuān)利]熱塑性聚酯彈性體組合物及用其制造輔助彈簧的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611183138.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108203536A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹以前
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海凱眾材料科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L67/02
• 分類(lèi)號(hào): C08L67/02;C08K3/34
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 劉昌榮

本發(fā)明公開(kāi)了一種熱塑性聚酯彈性體組合物，包括聚酯?聚酯嵌段共聚物和助劑，所述嵌段共聚物包括硬鏈段和軟鏈段，所述硬鏈段由至少一種亞烷基二醇和至少一種芳香族二元羧酸衍生形成的重復(fù)單元構(gòu)成，所述軟鏈段由聚己內(nèi)酯二元醇衍生形成。本發(fā)明還公開(kāi)了用上述聚酯彈性體組合物制造運(yùn)輸汽車(chē)用輔助彈簧的方法。本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)熱塑性聚酯彈性體組合物的組成，提高了熱塑性聚酯彈性體在高溫和低溫環(huán)境下的物理性能，用該熱塑性聚酯彈性體制造的輔助彈簧能夠更好地滿(mǎn)足運(yùn)輸汽車(chē)的高動(dòng)態(tài)載荷、低的壓縮永久變形、耐久性和舒適性等苛刻要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別是涉及一種熱塑性聚酯彈性體組合物，以及將該熱塑性聚酯彈性體組合物用于運(yùn)輸汽車(chē)的輔助彈簧的制造方法。

背景技術(shù)

熱塑性聚酯彈性體又稱(chēng)聚酯橡膠，是一類(lèi)含有聚苯二甲酸烷基二醇酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的線型嵌段共聚物。熱塑性聚酯彈性體兼具橡膠優(yōu)良的彈性和熱塑性塑料的易加工性，而且其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐蠕變性好、回彈性?xún)?yōu)異、抗沖和耐彎曲疲勞、耐磨、尺寸穩(wěn)定，在低溫時(shí)具有柔韌性，在高溫下也能保持良好的性能。因此用熱塑性聚酯彈性體制備的產(chǎn)品可以用作承受動(dòng)態(tài)疲勞的高強(qiáng)度阻尼元件，如汽車(chē)等交通工具的緩沖減震元件和橋梁減震塊等。

商用汽車(chē)用輔助彈簧的破損機(jī)理是由于反復(fù)彎曲變形而導(dǎo)致材料自身發(fā)熱，此時(shí)的溫度使材料的物理特性降低，產(chǎn)生局部的裂紋或制品嚴(yán)重變形。因此，耐久性?xún)?yōu)異的輔助彈簧用材料必須具有即使在高溫環(huán)境下物理特性也不降低的性質(zhì)。為此需要具有堅(jiān)固交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚酯分子鏈的高維結(jié)構(gòu)。然而，采用以商標(biāo)出售的這種聚酯彈性體制得的輔助彈簧(截面形狀如圖1所示，成分主要包括三種：對(duì)苯二甲酸二甲酯、聚乙二醇(例如聚四亞甲基醚乙二醇、聚亞乙基醚乙二醇或聚亞丙基醚乙二醇等)、短鏈二醇(例如丁二醇、乙二醇))，在進(jìn)行垂向加載試驗(yàn)(試驗(yàn)條件為：20kN～200kN，循環(huán)頻率1Hz；要求是制品不出現(xiàn)損壞，永久變形不超過(guò)25％)時(shí)，循環(huán)不足1萬(wàn)次就出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂現(xiàn)象，無(wú)法滿(mǎn)足商用汽車(chē)的懸掛減震系統(tǒng)的要求。

從輔助彈簧的結(jié)構(gòu)上看，其肉厚特別大，最厚為56mm，最薄為10mm，體積也很大，約為1000cm³，比較適合使用連續(xù)擠出成型，然后再切割所需尺寸的塊進(jìn)行加工，或者采用鑄造工藝，即用熔融材料填充模具，然后在施加壓力的同時(shí)進(jìn)行冷卻。然而這兩種加工方法制得的輔助彈簧在進(jìn)行負(fù)載疲勞試驗(yàn)時(shí)，均出現(xiàn)損壞或永久變形大等現(xiàn)象。此外，采用普通注塑方法進(jìn)行加工也是可行的，不過(guò)其生產(chǎn)效率非常低，成型每個(gè)輔助彈簧需要三四十分鐘，如果提高效率，必須投入更多機(jī)器和人力，這樣也就增加了加工成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種熱塑性聚酯彈性體組合物，它在高溫環(huán)境下具有良好的物理特性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的熱塑性聚酯彈性體組合物，包括聚酯-聚酯嵌段共聚物和助劑，所述嵌段共聚物包括硬鏈段和軟鏈段，所述硬鏈段由至少一種亞烷基二醇和至少一種芳香族二元羧酸衍生形成的重復(fù)單元構(gòu)成，所述軟鏈段由聚己內(nèi)酯二元醇衍生形成。

所述助劑包括成核劑、熱穩(wěn)定劑和抗氧化劑，所述成核劑優(yōu)選滑石粉，添加量為1.5～2.5wt％。這樣的成核劑可以更好地控制成核劑顆粒的分散性及其在彈性體中分布的均勻性，提高彈性體的結(jié)晶速度，對(duì)后續(xù)成型加工的一致性和重現(xiàn)性起到?jīng)Q定性作用。考慮到彈性體在制造輔助彈簧期間需要在熔體中停留較長(zhǎng)時(shí)間，因此可以添加有效量的熱穩(wěn)定劑和抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑和抗氧化劑添加量一般分別為0.5～1.5wt％。

所述硬鏈段與軟鏈段的重量比為50:50～70:30，優(yōu)選為65:35。這種比例合成的聚酯彈性體具有很好的彈性、強(qiáng)度和低溫性能，并且也能很好地滿(mǎn)足輔助彈簧的靜剛度要求。