聚合物型组合物及其制备方法与流程

本发明涉及聚合物材料，尤其涉及一种聚合物型组合物及其制备方法。

背景技术：

1、由聚合物与其他材料复合形成的组合物材料通常具有更加优秀的性能，因此，组合物材料被广泛应用在各种领域。

2、目前的户外帐篷主要采用不同的纤维制品经过纺织后得到，而不同的纤维具有不同的性能，根据不同的户外需求，需要选择不同的纤维制品以获得对应的性能，目前市场上常见的帐篷主要包括聚氨酯纤维和尼龙纤维，聚氨酯柔软，尼龙耐用。如何兼顾柔软且耐用，成为目前亟待解决的技术问题。

3、有鉴于此，如何提供一种可以用于户外帐篷的聚合物型组合物，以同时提高其柔软性和耐用性，成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种聚合物型组合物及其制备方法，旨在提供一种可以用于帐篷生产的既柔软又耐用的组合物。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种聚合物型组合物的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

3、步骤一、将聚氨酯的二氯甲烷溶液涂刷在基板表面，经过溶剂蒸发后，得到聚氨酯层；

4、步骤二、在聚氨酯层表面加工出若干相互平行的凹槽；

5、步骤三、在具有凹槽的聚氨酯层表面涂刷催化剂，然后在催化剂的表面涂刷聚酰胺的亚氨基乙醇溶液，经过溶剂蒸发后，得到聚酰胺层，加热至40-45℃进行聚氨酯与聚酰胺自组装处理2-12h，得到聚合物型组合物；

6、所述聚氨酯的重均分子量为2x105-4x105da，聚氨酯的交联密度为0.05-0.5mol/cm3，聚酰胺的重均分子量为2x104-3x104da。

7、上述步骤中，聚氨酯和聚酰胺采用自组装的方式行程复合双层结构，聚氨酯层作为外层可以提供良好的防水、耐磨和耐候性能，聚酰胺作为内层时则可以避免其防水性差而无法直接与环境接触的问题，同时其具有良好的抗菌性能和快干性能，同时聚酰胺相比聚氨酯强度更高，可以为组合物提供更好的强度性能，具体的，在聚氨酯层表面加工出凹槽结构，可以让聚氨酯层与聚酰胺层之间的接触面积更大，提高了两者复合强度，同时，采用自组装的方式，让聚氨酯层和聚酰胺层之间自组装，形成微观取向，从而提高了两者之间的结合强度。

8、在一些实施方式中，步骤二中，在加工出若干相互平行的凹槽之前，还包括对聚氨酯层进行拉伸处理，拉伸方向与凹槽的长度方向平行，拉伸倍率为1.4-2倍。

9、拉伸处理让聚氨酯内的分子链进行定向排序，沿拉伸方向可以进一步提高聚氨酯层的结构强度，使其抗拉性能增强。

10、在一些实施方式中，催化剂为氯化亚铜、乙二胺铜和乙醇铜中的一种。

11、采用亚铜催化剂，可以促进聚氨酯与聚酰胺之间反应，在常规自组装的基础上，进一步提高两者之间的反应结合程度，可以进一步提高所得到的聚合物型组合物的结构稳定性。

12、在一些实施方式中，聚酰胺为聚酰胺6t。

13、聚酰胺6t具有是一种具有良好抗撕裂性能的高温聚酰胺材料。它具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温环境下保持较好的机械性能。

14、在一些实施方式中，步骤一中，还包括，在溶剂干燥前，在聚氨酯层表面铺设增强纤维。

15、在溶剂干燥之前，在聚氨酯的表现铺设增强纤维，从而形成聚氨酯和增强纤维的复合结构，增强纤维可以提高聚氨酯的耐磨性和抗冲击性，为了维持聚氨酯的柔软特性，增强纤维的长径比优选为10-15，直径优选为0.1-2μm。

16、在一些实施方式中，增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、无机盐晶须中的一种。

17、以上实施方式中，无机盐晶须可以采用碳酸钙晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须、氧化锌晶须等。

18、在一些实施方式中，增强纤维经过表面活化处理，表面活化方法包括：用等离子体对增强纤维进行表面处理。

19、采用等离子体对增强纤维进行表面处理后，可以提高增强纤维与聚氨酯基体之间的结合强度。

20、在一些实施方式中，步骤三中，还包括，在自组装处理完成后，将所得聚酰胺和聚氨酯复合层状结构加热至65-75℃，沿凹槽长度方向对所得聚酰胺和聚氨酯复合层状结构进行拉伸，拉伸倍率为2-3倍，拉伸速率为1%/min-3%/min，拉伸后得到聚合物型组合物。

21、以上实施方式中，对复合后的组合物进行拉伸处理，可以使聚酰胺层和聚氨酯层均得到加强，提升沿拉伸方向的机械性能，同时对于所形成的聚合物型组合物的隔离性能也有一定的提升，拉伸的过程中，对于两者界面处的聚酰胺和聚氨酯可以起到一定的重新排序的作用，为了避免重新排序带来的微观缺陷和结构破坏，拉伸的倍率较低，仅能支持2-3倍的拉伸率，而为了维持较稳定的拉伸后质量，拉伸速率按照拉伸时夹持长度的1%-3%每分钟进行拉伸处理。

22、在一些实施方式中，步骤三中，还包括，在拉伸后，对所得复合层状结构进行退火处理，退火温度为65-75℃，退火时间为1-3h，退火后得到聚合物型组合物。

23、经过拉伸后，复合层状结构的整体强度得到提升，同时两侧表面不同的材质分别得到了对应的性能提高，但是由于两侧材质的不同，拉伸过程中，其内部分子的伸缩情况不尽相同，这导致了其中仍然存在大量应力集中的区域，这对于后期的长期使用会带来隐患，因此本发明还对拉伸后的复合层状结构进行退火处理，以消除内应力，提高其长期使用的稳定性。

24、另一方面，本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的聚合物型组合物，该组合物的原料按重量份数计算，包括：聚氨酯10-15份、聚酰胺15-20份、催化剂0.5-1份。

25、在一些实施方式中，若聚合物型组合物中使用了增强纤维，则增强纤维的重量份数为0.05-0.1份。

26、本发明的聚合物型组合物相对于现有技术具有以下有益效果：

27、本发明的聚合物型组合物采用了自组装形成的聚氨酯和聚酰胺双层复合结构，相比常规聚氨酯单层或聚酰胺单层结构而言，同时具备了良好的柔软性和耐用性，且结构强度高，能够适应恶劣的天气，对于环境的适应性好，长期使用仍然具有良好的质量稳定性。

技术特征：

1.一种聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，步骤二中，在加工出若干相互平行的凹槽之前，还包括对聚氨酯层进行拉伸处理，拉伸方向与凹槽的长度方向平行，拉伸倍率为1.4-2倍。

3.如权利要求1所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氯化亚铜、乙二胺铜和乙醇铜中的一种。

4.如权利要求1所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺为聚酰胺6t。

5.如权利要求1所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，步骤一中，还包括，在溶剂干燥前，在聚氨酯层表面铺设增强纤维。

6.如权利要求5所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、无机盐晶须中的一种。

7.如权利要求6所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，所述增强纤维经过表面活化处理，表面活化方法包括：用等离子体对增强纤维进行表面处理。

8.如权利要求1所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，步骤三中，还包括，在自组装处理完成后，将所得聚酰胺和聚氨酯复合层状结构加热至65-75℃，沿凹槽长度方向对所得聚酰胺和聚氨酯复合层状结构进行拉伸，拉伸倍率为2-3倍，拉伸速率为1%/min-3%/min，拉伸后得到聚合物型组合物。

9.如权利要求8所述的聚合物型组合物的制备方法，其特征在于，步骤三中，还包括，在拉伸后，对所得复合层状结构进行退火处理，退火温度为65-75℃，退火时间为1-3h，退火后得到聚合物型组合物。

10.权利要求1-9中任一所述的聚合物型组合物的制备方法制备得到的聚合物型组合物，其特征在于，该聚合物型组合物的原料按重量分数包括：聚氨酯10-15份、聚酰胺15-20份、催化剂0.5-1份。

技术总结
本发明提出了一种聚合物型组合物及其制备方法，该聚合物型组合物采用聚氨酯层和聚酰胺层在亚铜催化剂催化作用下，经过自组装而形成，具有两层复合结构，相比常规的两层复合结构，本发明的聚合物型组合物同时保留了良好的柔韧性和机械强度，利用聚氨酯层作为应对环境层，具有优秀的抗老化性能，将本发明的聚合物型组合物用于户外装备的隔离结构或表面结构具有良好的应用前景。

技术研发人员：张伟
受保护的技术使用者：扬州市岩特户外装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15