本发明属于复合材料
技术领域：
，具体涉及一种聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法。
背景技术：
：二氧化碳(CO2)可以与环氧类单体共聚合得到一系列可生物降解聚碳酸酯，其中聚碳酸亚丙酯是二氧化碳和环氧丙烷(PO)单体通过交替共聚反应合成的一种新型脂肪族聚碳酸酯，CO2含量占31％～50％，是目前研究最深入也是最有工业化前景的二氧化碳共聚酯。CO2的充分利用不仅大大降低对上游原料——石油的消耗，还对缓解环境污染中最严重的问题—CO2的排放而对导致的“温室效应”问题的缓解有积极作用，而且聚碳酸亚丙酯具有完全可生物降解能力、良好的生物相容性和极低的氧透过率，能够作为可降解塑料使用，不会对环境造成污染，是一类具有发展前景的环境友好材料。醚键的存在使得聚碳酸亚丙酯的主链段容易绕醚键发生内旋转，增加链的柔性，导致得其玻璃化转变温度(Tg)远低于芳香族聚碳酸酯，使其制品在较高温度下容易发生变形和粘连，而且DSC测试表明聚碳酸亚丙酯无熔融温度。况且聚碳酸亚丙酯为非晶聚合物，在熔融加工过程中易发生“解拉链式”的降解和无规则断链降解，所以聚碳酸亚丙酯的耐热稳定性不佳，在熔融加工过程中热降解现象明显，从而极大地限制了聚碳酸亚丙酯的加工温度和应用范围。采用聚碳酸亚丙酯进行加工成品时，低于120℃以下时难于加工，而高于165℃时难于造粒，在180℃以上容易发生热降解反应，所以聚碳酸亚丙酯的加工温度一般为140-180℃之间。为了拓宽聚碳酸亚丙酯的加工窗口，通过封端、共混和可控交联等方法提高聚碳酸亚丙酯的热稳定性。如专利CN105647150A公开了“一种聚碳酸亚丙酯基复合材料的制备方法”。通过菠萝纤维改性后的聚碳酸亚丙酯具有良好的热稳定性和力学性能。虽然通过菠萝纤维改性能够在一定程度上提高聚碳酸亚丙酯的性能，但由于菠萝纤维和聚碳酸亚丙酯之间相容性较差，容易在基体中团聚，而且工艺过程复杂，不利于工业应用。如专利CN104017348A公开了“一种聚碳酸亚丙酯改性复合材料及其制备方法”。通过聚丙烯改性后的聚碳酸亚丙酯具有良好的热稳定性，从而拓宽了聚碳酸亚丙酯的加工温度范围，通过热性能测试结果表明，聚碳酸亚丙酯/聚丙烯共混物玻璃化转变温度和热分解温度都比改性前的聚碳酸亚丙酯高。该复合材料虽然在一定程度上解决了聚碳酸亚丙酯的热稳定性方面的问题，但是仍然存在机械性能较差的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法，本发明提供的聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料具有良好的力学性能以及热稳定性。本发明提供了一种聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料，由聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体制备而成。优选的，所述聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体的质量比为(50～100)：(10～50)。优选的，所述聚酯型聚氨酯弹性体的密度为1.11～1.23g/cm3，断裂伸长率为500％～700％，硬度为80～90A。优选的，所述聚碳酸亚丙酯的数均分子量50000～180000Da。本发明还提供了一种上述聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，将聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体混合后进行熔融混炼、热压成型和冷压出模，得到聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料。优选的，所述熔融混炼的温度为180～200℃，熔融混炼的转速为40～50r/min，熔融混炼的时间为6～8min。优选的，所述热压成型的温度为170～190℃，所述热压成型的时间为5～7min。优选的，将聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体混合之前，还包括将所述聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体进行干燥。与现有技术相比，本发明提供了一种聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料，由聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体制备而成。本发明提供的高强度复合材料由聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体制备而成，所述复合材料在具有良好的热稳定性的同时，其力学性能得到了明显提高，所用原料价廉易得，且制备方法工艺简单，便于推广应用。附图说明图1为实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样TG曲线。具体实施方式本发明提供了一种聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料，由聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体制备而成。本发明提供的聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料以聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体为制备原料。其中，聚碳酸亚丙酯的数均分子量为30000～200000Da，优选为50000～180000Da。在本发明中，所述聚酯型聚氨酯弹性体的密度为1.11～1.23g/cm3，优选为1.15～1.20g/cm3，断裂伸长率为500％～700％，优选为550％～650％，硬度为80～90A，优选为82～88A。在本发明中，所述聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体的质量比为(50～100)：(10～50)，优选为(55～95)：(15～45)，更优选为(60～80)：(20～40)。本发明还提供了一种上述聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料的制备方法，将聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体混合后熔融混炼、热压成型，得到聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料。在进行制备之前，本发明首先将原料聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体分别进行干燥，在本发明中，所述干燥优选为真空干燥，所述真空干燥的温度为60～80℃，所述真空干燥的时间为8～10小时。然后，将干燥后的聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体进行混合后进行熔融混炼，在本发明中，所述熔融混炼的温度为180～200℃，时间为6～8min，所述熔融混炼的转速为40～50r/min。所述熔融混炼优选在转矩流变仪中进行。接着将熔融共混物进行热压成型，所述热压成型的温度为170～190℃，时间为5～7min。在本发明中，所述热压成型优选在平板硫化机上进行。最后，将产物冷压出模，得到聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料。本发明提供的高强度复合材料由聚碳酸亚丙酯与聚酯型聚氨酯弹性体制备而成，所述复合材料在具有良好的热稳定性的同时，其力学性能得到了明显提高，所用原料价廉易得，且制备方法工艺简单，便于推广应用。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚碳酸亚丙酯/聚酯型聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。以下实施例中，聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为5万～18万的聚碳酸亚丙酯；聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫实施例1实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的S85A15和聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为18万的聚碳酸亚丙酯分别在真空干燥烘箱中60℃下烘干10h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到50r/min，温度稳定在180℃。称取60份的聚酯型聚氨酯弹性体和40份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼8min，然后从转矩流变仪中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化机上热压成型6min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。实施例2实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的1185A和聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为15万的聚碳酸亚丙酯分别在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到40r/min，温度稳定在190℃。称取65份的聚酯型聚氨酯弹性体和35份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼7min，然后从转矩流变仪中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化机上热压成型5min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。实施例3实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的B11和聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为13万的聚碳酸亚丙酯分别在真空干燥烘箱中80℃下烘干8h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到50r/min，温度稳定在180℃。称取70份的聚酯型聚氨酯弹性体和30份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼6min，然后从转矩流变仪中取出熔融共混物，在170℃的平板硫化机上热压成型5min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。实施例4实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的1085A和聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为13万的聚碳酸亚丙酯分别在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到40r/min，温度稳定在180℃。称取75份的聚酯型聚氨酯弹性体和25份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼7min，然后从转矩流变仪中取出熔融共混物，在180℃的平板硫化机上热压成型5min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。实施例5实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的1180A和聚碳酸亚丙酯为购自河南天冠有限公司的数均分子量为10万的聚碳酸亚丙酯分别在真空干燥烘箱中60℃下烘干10h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到50r/min，温度稳定在180℃。称取80份的聚酯型聚氨酯弹性体和20份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼7min，然后从转矩流变仪中取出熔融共混物，在190℃的平板硫化机上热压成型6min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。对比例1实验前期对材料进行处理，购自河南天冠有限公司的数均分子量为5万的聚碳酸亚丙酯在真空干燥烘箱中60℃下烘干8h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到40r/min，温度稳定在180℃。称取100份的聚碳酸亚丙酯在转矩流变仪中熔融混炼6min，然后从转矩流变仪中取出熔融物料，在170℃的平板硫化机上热压成型5min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。对比例2实验前期对材料进行处理，聚酯型聚氨酯弹性体为购自德国巴斯夫的S90A在真空干燥烘箱中80℃下烘干10h。然后开启转矩流变仪，并将其转速调节到50r/min，温度稳定在200℃。称取100份的聚酯型聚氨酯弹性体在转矩流变仪中熔融混炼8min，然后从转矩流变仪中取出熔融物料，在190℃的平板硫化机上热压成型7min，然后冷压出模，最后在制样机中制得各种测试所需的试样。实施例6将实施例1～5以及对比例1制备得到的试样进行力学性能检测，结果见表1，表1为实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样进行力学性能检测结果。表1实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样进行力学性能检测结果拉伸强度(MPa)断裂伸长率(％)实施例1(60/40)23.50439.25实施例2(65/35)19.83408.63实施例3(70/30)17.68391.30实施例4(75/25)17.50386.40实施例5(80/20)16.10333.42对比例1(PPC)16.01285.75对比例2(TPU)42.89568.16实施例7将实施例1～5以及对比例1制备得到的试样进行热重分析，结果见图1和表1。图1为实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样TG曲线。图1中，PPC为对比例1制备得到的试样TG曲线，聚酯型TPU为对比例2制备得到的试样TG曲线，60/40为实施例1制备得到的试样TG曲线，65/35为实施例2制备得到的试样TG曲线，70/30为实施例3制备得到的试样TG曲线，75/25为实施例4制备得到的试样TG曲线，80/20为实施例5制备得到的试样TG曲线。表2为实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样分解5％的温度。表2实施例1～5以及对比例1～2制备得到的试样分解5％的温度以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3