本發明涉及高分子材料，具體是一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料及其制備方法。

背景技術：

1、隨著科技的不斷進步和工業化進程的加速推進，熱塑性彈性體材料因其獨特的性能優勢而備受矚目。熱塑性聚酰胺彈性體因其在低溫下的柔韌性、可加工性、重量輕、熱穩定、力學性能優良等優點，被認為是一種極具發展前景的熱塑性彈性體材料。在近十年內得到了快速的發展，已成為材料領域的研究熱點。

2、聚醚酰胺（pebax）是一種二嵌段共聚物，也是一種熱塑性彈性體。聚醚酰胺由“剛性”的聚酰胺（pa）鏈段與“柔性”的聚醚（pe）鏈段組成，其中聚酰胺段常用pa6與pa12，提供機械強度；聚醚段一般是聚環氧乙烷或聚環氧丁烷。pebax的微觀形態結構為pa分散在pe基質中。

3、由于其質量較輕，強度優異以及具有高彈性，被制成發泡材料應用于各類鞋子等運動商品。此外又由于其具有高拉伸強度、彎曲性能、斷裂伸長率，也被應用在高精度的醫療設備中。它的優良的機械性能和易加工的特點使其在汽車、運輸、電力等行業也被廣泛應用。

4、雖然聚醚酰胺（pebax）可以通過聚酰胺段與聚醚段不同的組合和配比來調節材料的熱性能、機械性能和硬度等，但其材料價格高昂，難以在大規模的工業應用中生產使用。

5、因此，提供一種生產簡單，能保持與pebax相近優異性能、能大幅度降低生產成本，且能夠形成均勻的分散體系相容性良好的pebax共混材料具有十分重要的意義。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

3、一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1：將彈性體、相容劑按配比依次進行干燥除水處理、機械混合，得到預混料；

5、步驟2：將預混料進行熔融共混，得到共混材料。

6、較為優化地，所述預混料的原料中，所述彈性體包括質量比為25wt%~75wt%：75wt%~25wt%的聚醚酰胺彈性體、聚氨酯彈性體。

7、進一步方案中，所述聚醚酰胺彈性體為pebax?4033；所述聚氨酯彈性體為tpu彈性體。

8、較為優化地，所述預混料的原料中，相容劑占彈性體的5wt%~20wt%。

9、較為優化地，步驟1中，所述干燥除水處理的具體過程為：在80~100℃下干燥6~8小時。

10、較為優化地，所述步驟2中熔融共混的具體參數為：設置螺桿轉速為30~80rpm，溫度為160~200℃，熔融共混時間為10min。

11、進一步方案中，所述熔融共混過程中使用螺桿擠出機或haake轉矩流變儀。

12、較為優化地，所述相容劑包括poe-g-mah、poe-g-gma、seba-g-mah、peg-e51-hdi的一種或多種。

13、較為優化地，所述相容劑為poe-g-mah。

14、較為優化地，所述相容劑包括質量比為1：0.2~0.5：2~3的poe-g-mah、poe-g-gma、peg-e51-hdi。

15、較為優化地，所述peg-e51-hdi的制備過程為：

16、步驟1：氮氣氣氛下，將六亞甲基二異氰酸酯、羥基聚乙二醇丙烯酸酯加入甲苯中，在80~90℃下反應3~4小時，純化，得到中間體a；將中間體a、4-羥基-6-巰基吡唑（3,4-d）嘧啶、偶氮二異丁腈加入至四氫呋喃中，紫外光光照下，在50~60℃下反應2~4小時，純化，得到嘧啶基單體；

17、步驟2：將嘧啶基單體、六亞甲基二異氰酸酯、3-（2,3-環氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、雙酚a型e51環氧樹脂、二月桂酸二丁基錫加入至甲苯中，在50~80℃下反應3~4小時，隨后干燥，去除溶劑，得到peg-e51-hdi。

18、較為優化地，所述嘧啶基單體包括以下組分：按質量份數計，1~2份六亞甲基二異氰酸酯、9~11份羥基聚乙二醇丙烯酸酯、3~4份4-羥基-6-巰基吡唑（3,4-d）嘧啶、0.2~0.5份偶氮二異丁腈、40~50份四氫呋喃；

19、所述peg-e51-hdi包括以下組分：按質量份數計，4~5份嘧啶基單體、2~3份六亞甲基二異氰酸酯、2~3份3-（2,3-環氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、3~4份雙酚a型e51環氧樹脂、0.2~0.5份二月桂酸二丁基錫、40~50份甲苯。

20、方案中，在兩種彈性體共混時，由于兩相之間存在表面張力，影響分散和相容性，導致制備得到的共混材料并不能達到理想的效果，因此，將三種擁有不同活性官能團的反應型相容劑采用特定比例配比得到的相容劑，能夠有效促進不同組分之間形成均勻的分散體系，防止相分離現象，以提高共混材料的相容性，進一步提高共混材料的力學性能，同時，引入嘧啶、醚鍵、硅氧基團等耐熱基團，以提高共混材料的耐熱性能。

21、其中，羥基聚乙二醇丙烯酸酯的聚乙二醇分子量為1000。

22、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

23、本發明公開了一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料及其制備方法，聚醚嵌段聚酰胺共混材料包括聚醚酰胺彈性體、聚氨酯彈性體與相容劑；其中，聚醚酰胺彈性體作為主體提供材料韌性，添加聚氨酯彈性體兼顧材料強度，三種不同的相容劑用以提升材料的相容性，維持材料強度與斷裂伸長率。本發明通過將兩種極性相似，作用相近的彈性體直接熔融共混，實現了基于商業聚醚酰胺彈性體簡單高效的增強，且在加入相容劑之后改善分散相的團聚情況，減小粒徑，進一步提高體系的相容性，改善聚醚酰胺彈性體共混材料的力學性能。又通過引入特定比例的相容劑，形成均勻的分散體系以防止相分離現象，從而提高共混材料的相容性，進一步提高共混材料的力學性能、改善加工性能；又引入耐熱基團，提高共混材料的耐熱性能。

技術特征：

1.一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述預混料的原料中，所述彈性體包括質量比為25wt%~wt75%：75wt%~wt25%的聚醚酰胺彈性體、聚氨酯彈性體。

3.根據權利要求1所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述預混料的原料中，相容劑占彈性體的5wt%~20wt%。

4.根據權利要求1所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述干燥除水處理的具體過程為：在80~100℃下干燥6~8小時。

5.根據權利要求1所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2中熔融共混的具體參數為：設置螺桿轉速為30~80rpm，溫度為160~200℃，熔融共混時間為10min。

6.根據權利要求1所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述相容劑包括poe-g-mah、poe-g-gma、seba-g-mah、peg-e51-hdi的一種或多種。

7.根據權利要求6所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述相容劑為poe-g-mah。

8.根據權利要求6所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述相容劑包括質量比為1：0.2~0.5：2~3的poe-g-mah、poe-g-gma、peg-e51-hdi。

9.根據權利要求8所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述peg-e51-hdi的制備過程為：

10.根據權利要求9所述的一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料的制備方法，其特征在于：所述嘧啶基單體包括以下組分：按質量份數計，1~2份六亞甲基二異氰酸酯、9~11份羥基聚乙二醇丙烯酸酯、3~4份4-羥基-6-巰基吡唑（3,4-d）嘧啶、0.2~0.5份偶氮二異丁腈、40~50份四氫呋喃；

技術總結
本發明涉及高分子材料技術領域，具體為一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料及其制備方法。包括以下步驟：步驟1：將彈性體、相容劑按配比依次進行干燥除水處理、機械混合，得到預混料；步驟2：將預混料進行熔融共混；以此得到一種高強度聚醚嵌段聚酰胺共混材料。本發明引入特定配比的相容劑用以提升材料的相容性，維持材料強度、斷裂伸長率，提高材料的耐熱性能。本發明中聚醚嵌段聚酰胺共混材料包括聚醚酰胺彈性體、聚氨酯彈性體與相容劑；其中，聚醚酰胺彈性體作為主體提供材料韌性，添加聚氨酯彈性體兼顧材料強度，三種不同的相容劑用以提升材料的相容性，維持材料強度與斷裂伸長率。

技術研發人員：白繪宇,張昊,徐國良,張君
受保護的技術使用者：江陰市斯強傳動科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28