【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料，具體為一種高彈性復合高分子材料及其制備工藝。
技術介紹
1、高分子材料由于其獨特的物理和化學性能，在工程上的應用十分廣泛，使功能材料具有許多優良的特性，如高彈性、耐磨性、抗震性、耐溫性，或結構材料具有一定的特殊功能；其中橡膠泡沫材料是將橡膠與泡沫材料的特性結合于一體的高分子材料，它們構成橡膠的黏彈性，所以優質橡膠的特點是既有高彈性，又有黏性，常通過復合多種高分子材料來達到其性能要求。
2、專利cn104893015b報道了一種高彈性的橡膠彈性體膠粒，通過天然橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物組成橡膠組合物，再加入補強劑、軟化劑、增塑劑、架橋劑以及其他助劑1-4份構成，制得的橡膠彈性體具有高彈性、高塑性，耐低溫性能，然而橡膠組合物的加入降低橡膠彈性體的抗老化性能，降低使用壽命。
3、專利cn104558513a公開了尼龍聚氨酯彈性體的熔融反應制備方法，通過將端氨基尼龍、端異氰酸酯基聚氨酯、熱穩定劑、光穩定劑、水穩定劑共混均勻，然后通過雙螺桿或密煉機進行熔融反應，該方法制得的尼龍聚氨酯彈性體，彈性性能提升，方法簡便，然而拉伸強度小于30mpa，力學性能有待進一步提高。
4、專利cn113337916b報道了活性染料易染氨綸及其制備方法，通過聚氨酯彈性纖維軟鏈段引入包含有叔胺基團的二羥基聚合物，結合聚氨酯彈性纖維紡絲助劑中添加鋰的有機化合物，提高了活性染料對聚氨酯彈性纖維的上染率，提高高分子材料的綜合性能，然而該方法制備的聚氨酯纖維彈性性能改變較大，且添加的鋰
5、橡膠材料是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料，在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產生較大形變，除去外力后能恢復原狀，因此橡膠制品的彈性性能被廣泛應用于工業或生活各方面。橡膠分為天然橡膠和合成橡膠，天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質后加工制成，天然橡膠具有良好的耐磨性、高的彈性、良好的拉伸強度和伸長率、高的耐酸堿性等性能，但其仍具有不耐熱、在空氣中易老化的問題。
6、專利cn113278290b報道了一種耐高溫硅橡膠及其制備方法，通過甲基乙烯基聚硅氧烷、白炭黑、羥基硅油、耐熱劑和雙二四硫化劑制得的硅橡膠具有較高的耐高溫性能，但金屬氧化物只能使硅橡膠在200℃左右保持穩定，難以承受更高的溫度，另外金屬氧化物與硅橡膠基體的相容性較差，進一步影響硅橡膠的力學性能。
7、綜上所述，現有技術中通過對高分子材料改性處理來滿足彈性以及力學性能的協同增加，然而制得的復合高分子材料仍具有彈性性能差，綜合力學性能不足，耐老化、耐熱性能不足的問題。
8、為此，提出了一種高彈性復合高分子材料及其制備工藝。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種高彈性復合高分子材料及其制備工藝，通過使用二異氰酸酯與聚硅氧烷縮合，聚乙二醇擴鏈，封端劑封端反應制得改性聚氨酯，利用二異氰酸酯將硅橡膠與增韌橡膠聚合，制得的混合橡膠加入補強劑，硫化成型制得改性橡膠；將所述改性聚氨酯、改性橡膠熔融擠出制得高彈性復合高分子材料；通過改變二異氰酸酯的種類以及用量，聚乙二醇的平均分子量，增強復合材料的拉伸性能；通過使用碳納米管作為補強劑，控制改性聚氨酯、改性橡膠用量，增加彈性性能；調整增韌劑種類與用量，提高沖擊強度；改變封端劑以及改性聚氨酯用量，將紫外吸收劑引入材料主鏈中，提高抗老化性能；使用kh-792改性的納米二氧化鈦，提高材料耐熱性能。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術一方面提供一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，所述高彈性復合高分子材料的制備包括以下步驟：
4、將改性聚氨酯60-120份，改性橡膠40-70份，潤滑劑5份，抗氧劑5份，增韌劑5-18份，改性無機粒子5-15份加入高速混合機中混合均勻得到混合料；將所述混合料加入雙螺桿擠出機中進行共混熔融擠出，制得所述高彈性復合高分子材料；
5、所述改性聚氨酯通過二異氰酸酯，端羥基聚二甲基硅氧烷縮聚，聚乙二醇擴鏈，封端劑封端反應制備而成；其中所述二異氰酸酯與所述端羥基聚二甲基硅氧烷的摩爾比為1-1.6:1；
6、將端羥基聚二甲基硅氧烷硅橡膠與增韌橡膠以份數比1-2:1-2，與所述二異氰酸酯縮合制得混合橡膠；將所述混合橡膠中加入補強劑2-6份、硫磺2份，模壓成型制備得到所述改性橡膠；其中所述二異氰酸酯與所述端羥基聚二甲基硅氧烷硅橡膠與增韌橡膠總份數比為0.8-1.2:1；
7、所述改性無機粒子通過向無機粒子中加入硅烷偶聯劑制備得到；
8、所述封端劑通過2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪與4-羥基苯硼酸反應制備得到；
9、所述潤滑劑選自硬脂酸鋅；所述抗氧劑選自抗氧劑1010。
10、優選的，所述封端劑的制備包括以下步驟：
11、向1,4二氧六環中加入所述2-(2-氯苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、所述4-羥基苯硼酸、四三苯基膦鈀、碳酸銫，100℃反應6h制得反應液；將所述反應液冷卻，加入水、乙酸乙酯稀釋，萃取分離、減壓蒸餾，干燥制得所述封端劑；
12、其中所述封端劑的用量為2-6份。
13、優選的，所述雙螺桿擠出機的工作參數為螺桿轉速為500r/min，進料轉速為30r/min，第一溫區到第八溫區的溫度為：200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、220℃、215℃、210℃，機頭溫度為210℃。
14、優選的，所述改性聚氨酯的制備包括以下步驟：
15、將所述二異氰酸酯、所述端羥基聚二甲基硅氧烷在真空干燥箱中80℃干燥2h制得干燥原料；將所述端羥基聚二甲基硅氧烷，所述二異氰酸酯加入四口燒瓶中，dmf溶解制得溶解體系；將所述溶解氮氣保護，升溫至50℃，加入摩爾量1％的二月桂酸二丁基錫反應3h制得反應體系；向所述反應體系中加入所述聚乙二醇，50℃保溫擴鏈反應2h，制得聚氨酯預聚物；
16、將所述聚氨酯預聚物冷卻至40℃，加入丙酮降低黏度，加入所述封端劑，60℃條件下封端反應制得中間體；將所述中間體冷卻至室溫，200r/min條件下加入三乙胺中和反應體系，反應30min制得中和體系；向所述中和體系中加入環氧樹脂，200r/min，50℃固化反應1h得到固化體系；將所述固化體系80℃真空干燥2h，得到所述改性聚氨酯。
17、優選的，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種。
18、優選的，所述改性橡膠的制備包括以下步驟：
19、稱取所述端羥基聚二甲基硅氧烷硅橡膠，所述增韌橡膠，所述二異氰酸酯加入三口燒瓶中，氯仿溶解，升溫至100℃攪拌30min，加入二月桂酸二丁基錫，反應2h制得混合橡膠；
20、將所述混合橡膠開煉機塑煉10min，加入所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述高彈性復合高分子材料的制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述封端劑的制包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述改性聚氨酯的制備包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述改性橡膠的制備包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述增韌橡膠選自丁苯橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁二烯橡膠中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述增韌劑選自乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯中的一種
8.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述改性無機粒子的制備包括以下步驟：
9.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述無機粒子選自氧化石墨烯、納米二氧化鈦、納米碳化硅、納米二氧化硅中的一種；所述硅烷偶聯劑選自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3－環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種。
10.一種高彈性復合高分子材料，其特征在于：所述高彈性復合高分子材料包括改性聚氨酯，改性橡膠，潤滑劑，抗氧劑，增韌劑，改性無機粒子；所述高彈性復合高分子材料通過權利要求1-9任意一項所述的制備工藝制備得到；所述高彈性復合高分子材料的拉伸強度為85.2MPa，斷裂伸長率為68.5％；所述高彈性復合高分子材料的30％定伸長的彈性回復率為98.8％；所述高彈性復合高分子材料的沖擊強度為95.2MPa；所述高彈性復合高分子材料80℃照射800h的拉伸強度保持率為98.6％；所述高彈性復合高分子材料200℃條件下拉伸強度為92.5MPa。
...【技術特征摘要】
1.一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述高彈性復合高分子材料的制備包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述封端劑的制包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述改性聚氨酯的制備包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述改性橡膠的制備包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述增韌橡膠選自丁苯橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁二烯橡膠中的一種。
7.根據權利要求1所述的一種高彈性復合高分子材料的制備工藝，其特征在于：所述增韌劑選自乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯中的一種。
【專利技術屬性】
技術研發人員：顏根德，
申請(專利權)人：溫嶺市舜業工貿有限公司，
類型：發明
國別省市：
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