一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体及其制备方法

本发明涉及化学改性橡塑材料领域，具体涉及一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术：

1、sebs在常温下具有橡胶的高弹性，在高温下具有塑料的流动性。其主链的高饱和性，使其拥有良好的耐温性、耐老化性、耐介质性等性能。但是sebs相较于传统硫化橡胶，其内部缺少硫化交联结构，强度较低，压缩永久形变大，同时sebs的分子链上不含极性基团或反应性基团，与极性材料的相容性较差，其与极性聚合物共混加工时往往存在界面结合性差等问题。

2、专利cn201110443951.2提供一种用于塑料增强改性的功能增韧母粒及其制备方法，所述母粒即为sebs热塑性弹性体，该改性技术通过添加氢氧化镁晶须及高填充白油的冲油sebs来提高sebs热塑性弹性体的物理性能，由此制备的sebs可回收性差，同时大量白油的使用将使其表面发粘，导致其耐脏性差，易吸附油渍，限制了sebs材料的应用。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体及其制备方法，通过采用端氨基聚醚和端氨基聚二甲基硅氧烷组合物、催化剂、二异氰酸酯和八(氨基苯基三氧硅烷)反应得到含大量聚脲结构的聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷，并将其应用于sebs热塑性弹性体改性。该发明提高了热塑性弹性体的力学强度和断裂伸长率的同时提高sebs热塑性弹性体的极性，拓宽了sebs的应用前景。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体，包括如下重量份的组分：

4、100份sebs，10~30份聚烯烃，30~50份马来酸酐接枝共聚物，50~100份溶剂油，10~40份聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷；

5、其中所述聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷是由聚醚-聚硅氧烷接枝物与八(氨基苯基三氧硅烷)反应得到的；

6、所述聚醚-聚硅氧烷接枝物是由端氨基聚醚、端氨基聚二甲基硅氧烷、催化剂和二异氰酸酯反应得到的。

7、本发明中设计合成的聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷内部含有大量聚脲结构，可为热塑性弹性体引入聚脲结构，明显改善sebs基弹性体的力学性能和表面极性。

8、优选的，所述端氨基聚醚、端氨基聚二甲基硅氧烷、催化剂、二异氰酸酯和八(氨基苯基三氧硅烷)的重量份数分别为25份、25份、0.02~0.04份、5.8~8.7份和3.2~4.8份。

9、优选的，所述sebs为sebs yh-604、sebs yh-502t、sebs yh-601或sebs yh-506。

10、优选的，所述聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯。

11、优选的，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝pp、马来酸酐接枝poe或马来酸酐接枝sebs。

12、优选的，所述溶剂油为环烷油或石蜡油。

13、优选的，所述端氨基聚醚或所述端氨基聚二甲基硅氧烷的分子量为2000~3000。

14、优选的，所述催化剂为二月桂酸丁基锡或辛酸亚锡。

15、优选的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

16、优选的，所述聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷是由如下方法制备得到的：

17、（1）将端氨基聚醚、端氨基聚二甲基硅氧烷和催化剂混匀后加入二异氰酸酯，在惰性气氛下，于50~80℃反应2~6小时得到聚醚-聚硅氧烷接枝物；

18、（2）将八(氨基苯基三氧硅烷)在溶剂中充分混匀后加入所述聚醚-聚硅氧烷接枝物中，继续在惰性气氛下于50~80℃反应3~9小时，除去溶剂后即得。

19、优选的，所述惰性气氛为氮气气氛。

20、优选的，所述溶剂为四氢呋喃和氯仿的混合溶剂。

21、本发明还提供上述聚脲结构增强改性的热塑性弹性体的制备方法，包括：

22、将sebs、聚烯烃、马来酸酐接枝共聚物和溶剂油混合均匀后，加入所述聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷混合均匀获得混合原料，将得到混合原料于180~200℃熔融共混挤出即得。

23、优选的，所述熔融共混挤出通过双螺杆挤出机进行。

24、优选的，所述制备方法还包括冷却、造粒的步骤。本发明的有益效果在于：

25、本发明提供的一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体及其制备方法，其创新点在于：

26、（1）本发明中采用端氨基聚醚和端氨基聚二甲基硅氧烷组合物与二异氰酸酯反应得到异氰酸酯封端的预聚体，然后与八（氨基苯基三氧硅烷）反应得到聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷。端氨基聚醚和端氨基聚二甲基硅氧烷以及八（氨基苯基三氧硅烷）均含有氨基，与异氰酸酯基团反应均可生产脲键，脲键除自身的高强度和高稳定性外，还可与邻近基团之间形成密集的氢键，大量脲键的存在提高了热塑性弹性体的力学强度和断裂伸长率，此外脲键也是极性基团，对改性sebs基弹性体的表面性质有所帮助，聚脲结构增强改性的热塑性弹性体与未改性的热塑性弹性体相比，其邵氏a硬度、拉伸强度和断裂伸长率分别提高了16%~33%、48%~100%、27%~86%，表面水接触角下降了9%~14%。

27、（2）本发明中制备的聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷采用八(氨基苯基三氧硅烷)为原料，其含有典型的poss结构，是由si-o交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，保证了结构应力支撑点，可提高sebs基弹性体的力学强度和断裂伸长率。此外，聚醚与聚硅氧烷均为柔性链段，一方面其柔性链段与sebs柔性链段在共挤出热熔条件下可形成链段间交错缠绕，增加相互作用；另一方面，聚醚与聚硅氧烷结构上与八(氨基苯基三氧硅烷)具有良好的相似性及相容性。

28、（3）本发明合成的聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷中含有未参加反应的活性氨基，该氨基可与马来酸酐接枝共聚物发生加成反应，从而形成共价键连接，马来酸酐接枝共聚物本身与sebs具有良好的形容性，从而可起到“桥梁”作用，进一步提高聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷与sebs基体的相容性，保证体系具有最佳的性能。

技术特征：

1.一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体，其特征在于，包括如下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述端氨基聚醚、端氨基聚二甲基硅氧烷、催化剂、二异氰酸酯和八(氨基苯基三氧硅烷)的重量份数分别为25份、25份、0.02~0.04份、5.8~8.7份和3.2~4.8份。

3. 根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述sebs为sebs yh-604、sebsyh-502t、sebs yh-601或sebs yh-506。

4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或聚丙烯。

5.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝pp、马来酸酐接枝poe或马来酸酐接枝sebs。

6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述溶剂油为环烷油或石蜡油。

7.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述端氨基聚醚或所述端氨基聚二甲基硅氧烷的分子量为2000~3000。

8.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸丁基锡或辛酸亚锡。

9.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。

10.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷是由如下方法制备得到的：

11.权利要求1-10所述的聚脲结构增强改性的热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，包括：将sebs、聚烯烃、马来酸酐接枝共聚物和溶剂油混合均匀后，加入所述聚醚-聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷混合均匀获得混合原料，将得到混合原料于180~200℃熔融共混挤出即得。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混挤出通过双螺杆挤出机进行。

技术总结
本发明公开了一种聚脲结构增强改性的热塑性弹性体及其制备方法，该热塑性弹性体包括：100份SEBS，10~30份聚烯烃，30~50份马来酸酐接枝共聚物，50~100份溶剂油，10~40份聚醚‑聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷；其中聚醚‑聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷是由端氨基聚醚、端氨基聚二甲基硅氧烷、催化剂和二异氰酸酯与八(氨基苯基三氧硅烷)反应得到的。该聚醚‑聚硅氧烷接枝改性的笼型半倍硅氧烷内部含有大量聚脲结构，可明显改善热塑性弹性体的力学性能和表面性质。

技术研发人员：高文通,韩冰,曹玮,岳源权,赵辉,曹世海,章小兵,张沈茜,梁红文
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15