一种热塑性弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，其特征在于，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管。在本发明专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管作为交联点分布在橡胶相中，使本发明专利技术提供的热塑性弹性体具有较好的力学性能。此外，本发明专利技术提供的热塑性弹性体中溴官能团改性的多壁碳钠米管的含量不同，热塑性弹性体的力学性能不同，本发明专利技术可通过调节溴官能团改性的多壁碳纳米管在热塑性弹性体中的含量，得到力学性能可控的热塑性弹性体，以符合不同应用领域的要求。另外，本发明专利技术提供的热塑性弹性体还具有较好的弹性。

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性弹性体及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种热塑性弹性体及其制备方法。
技术介绍
热塑性弹性体是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的高分子材料，在室温下可以显示橡胶的弹性，在高温下又能塑化成型。热塑性弹性体的用途十分广泛，可以应用在包装材料、汽车零件、粘合剂、服装以及生物医学等国民经济的重要领域。热塑性弹性体包括橡胶相和硬相，玻璃化转变温度很低的橡胶相作为基体，而玻璃化转变温度较高的硬相则分散在橡胶相中起到交联点的作用。为了获得性能优越的热塑性弹性体，需要对热塑性弹性体的结构进行可控的优化设计，使热塑性弹性体中的硬相和橡胶相相得益彰，更好地发挥各自的作用。如申请号为200410017173.0的中国专利公开了一种热塑性弹性体的制备方法，具体过程为将尼龙、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、过氧化物交联剂以及橡胶增塑剂混合均匀，其中尼龙的用量占尼龙和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物用量的20wt%～50wt%，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物用量占尼龙和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物用量的80wt%～50wt%，过氧化物交联剂的用量占马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物重量的0.5%～3%，橡胶增塑剂的用量占马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物重量的5%～40%，在170℃～250℃的温度下，将上述物质在150转/分～350转/分的双螺杆挤出机中挤出造粒，得到热塑性弹性体。现有技术提供的这种热塑性弹性体虽然具有较高的弹性，但是这种热塑性弹性体的力学性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种热塑性弹性体，本专利技术提供的热塑性弹性体具有较好的力学性能。本专利技术提供了一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管。优选的，所述硬相在所述热塑性弹性体中的含量为1wt%～4wt%；所述橡胶相在所述热塑性弹性体中的含量为96wt%～99wt%。优选的，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管中溴官能团的含量为0.2mmol/g～0.3mmol/g。优选的，所溴官能团改性的多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：将多壁碳钠米管和酸性化合物进行酸化反应，得到酸化的多壁碳纳米管；将所述酸化的多壁碳纳米管与有机氯化物进行氯化反应，得到多壁碳钠米管的氯化物；将所述多壁碳钠米管的氯化物和醇类化合物进行取代反应，得到羟基改性的多壁碳纳米管；将所述羟基改性的多壁碳纳米管与4-二甲氨基吡啶、胺类化合物和有机溴化物进行溴化反应，得到溴官能团改性的多壁碳纳米管。优选的，所述丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正己酯或聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯。优选的，所述甲基丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯。本专利技术提供了一种热塑性弹性体的制备方法，包括以下步骤：在催化剂、还原剂和配体的作用下，将溴官能团改性的多壁碳钠米管、第一单体和第二单体在溶剂中进行聚合反应，得到热塑性弹性体；所述第一单体为丙烯酸酯类化合物；所述第二单体为甲基丙烯酸酯类化合物或苯乙烯。优选的，所述催化剂、还原剂、配体、溴官能团改性的多壁碳纳米管、第一单体和第二单体的质量比为（0.006～0.12）:（1～20）:（0.012～0.24）:（1～20）:（60～1500）:（25～800）。优选的，所述聚合反应的温度为60℃～80℃。优选的，所述聚合反应的时间为6小时～14小时。本专利技术提供了一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，其特征在于，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管。在本专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管作为交联点分布在橡胶相中，使本专利技术提供的热塑性弹性体具有较好的力学性能。实验结果表明，本专利技术提供的热塑性弹性体的断裂伸长率最大为720%，断裂强度最高为16.8MPa。此外，本专利技术提供的热塑性弹性体中溴官能团改性的多壁碳钠米管的含量不同，热塑性弹性体的力学性能不同，本专利技术可通过调节溴官能团改性的多壁碳纳米管在热塑性弹性体中的含量，得到力学性能可控的热塑性弹性体，以符合不同应用领域的要求。实验结果表明，本专利技术提供的热塑性弹性体的断裂伸长率在254%～720%范围内，断裂强度在2.1MPa～16.8MPa范围内。另外，本专利技术提供的热塑性弹性体还具有较好的弹性。实验结果表明，本专利技术提供的热塑性弹性体循环拉伸的最大应变值可达300%，弹性较好。附图说明图1为本专利技术实施例4得到的热塑性弹性体的核磁共振氢谱图；图2为本专利技术实施例4得到的热塑性弹性体循环拉伸的应力-应变曲线；图3为本专利技术实施例4得到的热塑性弹性体单向拉伸的应力-应变曲线；图4为本专利技术实施例5得到的热塑性弹性体的透射电镜显微镜照片；图5为本专利技术实施例5得到的热塑性弹性体循环拉伸的应力-应变曲线；图6为本专利技术实施例5得到的热塑性弹性体单向拉伸的应力-应变曲线；图7为本专利技术实施例7得到的热塑性弹性体的透射电镜显微镜照片；图8为本专利技术实施例8得到的热塑性弹性体循环拉伸的应力-应变曲线；图9为本专利技术实施例8得到的热塑性弹性体单向拉伸的应力-应变曲线；图10为本专利技术实施例9得到的热塑性弹性体循环拉伸的应力-应变曲线；图11为本专利技术实施例9得到的热塑性弹性体单向拉伸的应力-应变曲线；图12为本专利技术比较例1得到的热塑性弹性体循环拉伸的应力-应变曲线；图13为本专利技术比较例1得到的热塑性弹性体单向拉伸的应力-应变曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，其特征在于，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管。在本专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管作为交联点分布在橡胶相中，使本专利技术提供的热塑性弹性体具有较好的力学性能。此外，本专利技术提供的热塑性弹性体中溴官能团改性的多壁碳钠米管的含量不同，热塑性弹性体的力学性能不同，本专利技术可通过调节溴官能团改性的多壁碳纳米管在热塑性弹性体中的含量，得到力学性能可控的热塑性弹性体，以符合不同应用领域的要求。另外，本专利技术提供的热塑性弹性体还具有较好的弹性。在本专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管为热塑性弹性体中的硬相，在所述热塑性弹性体中起到交联点的作用，使本专利技术提供的热塑性弹性体具有较好的力学性能。在本专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管中溴官能团的含量优选为0.2mmol/g～0.3mmol/g，更优选为0.23mmol/g～0.27mmol/g。在本专利技术中，所述溴官能团改性的多壁碳钠米管的制备方法优选包括以下步骤：将多壁碳钠米管和酸性化合物进行酸化反应，得到酸化的多壁碳纳米管；将所述酸化的多壁碳纳米管与有机氯化物进行氯化反应，得到多壁碳纳米管的氯化物；将所述多壁碳纳米管的氯化物和醇类化合物进行取代反应，得到羟基改性的多壁碳纳米管；将所述羟基改性的多壁碳纳米管与4-二甲氨基吡啶、胺类化合物和有机溴化物进行溴化反应，得到溴官能团改性的多壁碳纳米管。本专利技术优选将多壁碳纳米管和酸性化合物进行酸化反应，得到酸化的多壁碳纳米管。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，其特征在于，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种热塑性弹性体，包括橡胶相和硬相，其特征在于，所述橡胶相包括丙烯酸酯类化合物与甲基丙烯酸酯类化合物的共聚物或丙烯酸酯类化合物与苯乙烯的共聚物；所述橡胶相在所述热塑性弹性体中的含量为96wt％～99wt％；所述硬相为溴官能团改性的多壁碳纳米管；所述硬相在所述热塑性弹性体中的含量为1wt％～4wt％；所述溴官能团改性的多壁碳纳米管作为交联点分布在橡胶相中。2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述溴官能团改性的多壁碳纳米管中溴官能团的含量为0.2mmol/g～0.3mmol/g。3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所溴官能团改性的多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：将多壁碳钠米管和酸性化合物进行酸化反应，得到酸化的多壁碳纳米管；将所述酸化的多壁碳纳米管与有机氯化物进行氯化反应，得到多壁碳纳米管的氯化物；将所述多壁碳纳米管的氯化物和醇类化合物进行取代反应，得到羟基改性的多壁碳纳米管；将所述羟基改性的多壁碳纳米管与4-二甲氨基吡啶、胺类化合物和有机溴化物进行溴化反应，得到溴官能团改性的多壁碳纳米管。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，蒋峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34