[发明专利]一种聚酰胺6系热塑性弹性体的制备方法以及由该方法制备的热塑性弹性体

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺6系热塑性弹性体的制备方法以及由该方法制备的热塑性弹性体，特别涉及一种以聚酰胺6、共聚单体和聚醚二元醇为单体的热塑性弹性体的制备方法，以及由该方法制备的热塑性弹性体。

背景技术

聚酰胺系热塑性弹性体(TPAE)是最近开发出来的一种新型热塑性弹性体。聚酰胺热塑性弹性体属于分段型嵌段共聚物。这种分段型嵌段共聚物既不同于无规聚合物，也不同于两嵌段或三嵌段共聚物。无规共聚物是指共聚单体沿聚合物链随机分布，两嵌段或三嵌段共聚物是由两个或三个各自单体的高相对分子质量嵌段所组成。而TPAE这种分段型嵌段共聚物则是由多个嵌段交替组成。一种嵌段为硬段，玻璃化转变温度较高；一种嵌段为软段，它既可以是结晶聚合物(Tm较低)，也可以是无定形聚合物(Tg低于室温)。

TPAE按构成硬段的聚酰胺类型可分为尼龙6系、尼龙66系、尼龙12系等。在已商品化的TPAE中，尼龙12系最为常见，它具有优异的耐腐蚀性和良好的加工性能，使用温度较高，有的产品的使用温度可以达到175℃。并具有优异的耐热老化性能和耐化学品性，常被用来代替硅橡胶和氟橡胶。与热塑性聚氨酯(TPU)弹性体相似，它们在较大的温度范围内坚韧抗磨。热塑性聚酰胺弹性体可用于软管、导线、电缆、汽车、电器等行业，也可用于热熔粘结剂，还可作为金属的粉末涂层和热塑性工程塑料的抗冲改性剂。

CN 101735451 A介绍了一种聚酰胺热塑性弹性体的制备方法，在100～400℃下，在0.1～1份阴离子催化剂作用下，端氨基聚醚与熔融的己内酰胺反应制得弹性体聚合物。该方法反应温度中等、反应时间短但是对原料纯度要求高，产品分子量中等，产品性能一般。

日本公开专利公布H09-118750，日本公开专利公布2000-7780公布了一种包含聚酰胺链段，聚环氧乙烷链段和二羧酸链段的聚醚型聚酰胺弹性体。由于包含聚酰胺单元，聚环氧乙烷单元和二羧酸单元的聚醚型聚酰胺弹性体表现出高吸水性，因此制品在室外或气候条件差的环境下应用不利，透明性也较差。

日本专利3199797公布了包含聚酰胺链段，聚环氧丁烷链段和二羧酸链段的聚醚型聚酰胺弹性体。该专利与日本公开专利公布H09-118750和日本公开专利公布2000-7780相比，由于含有聚环氧丁烷链段表现出很低的吸水性，但是其透明性和抗弯曲疲劳性不足。

法国专利2273021介绍了一种制备方法，在100-400℃的高温下，在一种或者多种金属四烷基氧化物催化下，平均分子量300-15000的二羧酸聚酰胺和平均分子量200-6000的聚醚二醇的熔融反应。该方法制取产品的分子量较低，聚醚软段与聚酰胺硬段的相容性不好，反应活性低，产品的透明性不足。

CN102399357A公布了一种多嵌段尼龙聚氨酯弹性体的合成方法，端氨基尼龙预聚物在80-300℃下溶解在溶剂中，再加入端异氰酸酯基聚酯/聚醚预聚体，体系在80-250℃下反应制得嵌段尼龙聚氨酯弹性体。该方法中使用了N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂，工业化生产时溶剂处理困难。端异氰酸酯基聚酯/聚醚预聚体制备时使用的二异氰酸酯类物质或光气为毒性化合物，稍有不慎会对员工身体和周围环境带来严重影响。

目前，在聚酰胺热塑性弹性体的研究中，未发现以聚酰胺6共聚物为硬段来改善弹性体透明性的合成工艺路线的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过使己内酰胺和一种或多种其他共聚单体共聚而降低聚酰胺6共聚物硬段结晶度以提高聚酰胺6系热塑性弹性体透明性的生产方法，特别是涉及到一种含聚醚单元、聚酰胺6及其共聚物的聚酰胺单元的热塑性弹性体的制备方法。具体而言，本发明提供了一种采用以熔融缩合聚合工艺制备的聚酰胺6及其共聚物组成的硬段和聚醚组成的软段的嵌段共聚物热塑性弹性体的方法。

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种聚酰胺6系热塑性弹性体的制备方法，该方法包括以下步骤：

a)在反应容器中加入己内酰胺、蒸馏水及其他开环催化剂、共聚单体和二元羧酸，加热到160℃-180℃，在10-800r/min的搅拌速度下保温30～60min；

b)然后升温到240℃-280℃以开始反应，反应进行2-9小时之后加大惰性气体流量或提高体系真空度，从而获得羧基封端的聚酰胺6和/或其共聚物的硬段；