一种聚酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚酯弹性体及其制备方法，以含羧基化合物为主要材料，通过聚合物多元醇和小分子多元醇的加入，一方面提供了粘度，另一方面会与含羧基化合物发生化学反应，产生较长的分子链段，大大提高本发明专利技术的分子量；由于在聚合反应时会产生小分子水或者醇，本发明专利技术通过加入吸附剂来吸附这些小分子水或者醇，吸附剂为负载有二环己基碳二亚胺的介孔分子筛，该吸附剂能够长时间得吸附小分子水或者醇；同时还加入了调和剂来提高吸附剂与其他物质间的协同性，使得本发明专利技术不需要使用高压真空设备，只需要在普通的真空设备下就能使弹性体的分子量达到20000‑30000Da，该弹性体具有较大的弹性模量和回弹力，生产成本、能耗较低，利于可持续发展。

A kind of polyester elastomer and its preparation method

The invention discloses a polyester elastomer and its preparation method. The main material of the polyester elastomer is carboxyl-containing compounds. By adding polymer polyols and small molecule polyols, on the one hand, the viscosity is provided, on the other hand, chemical reactions occur with carboxyl-containing compounds, resulting in a longer molecular chain segment, which greatly improves the molecular weight of the invention; on the other hand, small molecules are produced during the polymerization reaction. Water or alcohol is adsorbed by adding adsorbents, which are Mesoporous Molecular Sieves Loaded with dicyclohexylcarbodiimide. The adsorbent can adsorb small molecules of water or alcohol for a long time. At the same time, the additive is added to improve the synergy between adsorbent and other substances, so that the invention does not need to use high-pressure vacuum equipment, but only needs to use high-pressure vacuum equipment. Under ordinary vacuum equipment, the molecular weight of elastomer can reach 20 000 30 000 Da. The elastomer has larger elastic modulus and resilience, lower production cost and energy consumption, which is conducive to sustainable development.

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯弹性体及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，更具体的说是涉及一种聚酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
热塑性弹性体(TPEE)，又称人造橡胶或合成橡胶，其具有耐热性高、反复疲劳特性优、性质强韧、及低温挠曲性佳等优点，是重要的高分子工程材料。此外，TPEE的耐荷重大、回弹性高、且耐油/耐药品/耐化学溶剂性佳，TPEE主要用于汽车零件、液压软管、鞋材、消音齿轮、电梯滑道以及化工设备管道阀件中的防腐耐磨耐高低温材料等。TPEE在加工应用上，可用标准的热塑性塑料加工设备和工艺进行加工成型，如挤出、注射、吹塑等。TPEE不需硫化即可制备生产橡胶制品，使生产效率提高。在聚酯弹性体合成过程中，会产生一些副产物，如水或者小分子醇，这些副产物会影响反应物聚合，影响弹性体的分子量；为了使弹性体具有较大的分子量(20000-30000Da)，在实际生产中会用高真空设备(真空度达到10-1-10-6Pa)来脱除这些副产物水或小分子醇，但这导致了生产成本、能耗的大大升高，不利于可持续发展。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚酯弹性体及其制备方法，该制备方法在真空度为100-200Pa的真空度下就能制备出分子量达到20000-30000Da的聚酯弹性体，生产成本较低。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案:一种聚酯弹性体，其特征在于：包括下列重量份物质组成:含羧基化合物100-120份；聚合物多元醇30-50份；小分子多元醇10-20份；吸附剂0.1-0.5份；调和剂1-3份；所述吸附剂为负载二环己基碳二亚胺的介孔分子筛。作为本专利技术的进一步改进，所述分子筛的制备方法包括以下步骤：S1:称取10克十六烷基三甲基溴化铵溶解在100克去离子水中，得到溶液A；S2:量取20-25克的水玻璃，往溶液A中缓慢加入水玻璃，得到凝胶B；S3:用0.5mol/L的盐酸调节凝胶B的pH到9-10，室温下磁力搅拌4h，得到混合液C；S4:将上述混合液C倒入聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下，晶化36h；S5:晶化后的混合液用去离子水洗涤3-5次，抽滤，干燥，得到白色粉末；S6:把S5得到的白色粉末置于箱式电阻炉中，在箱式电阻炉中经两步法锻烧，先缓慢升温至300℃，然后保温3h后，再缓慢升温至600-700℃，保温4h，得到介孔分子筛。作为本专利技术的进一步改进，所述吸附剂的制备方法为首先将二环己基碳二亚胺溶解在苯、丙酮混合溶剂中配成5-10％浓度的溶液，然后向溶液中加入介孔分子筛，加入量按照重量比，溶液：介孔分子筛＝10:1的比例，经过搅拌混合均匀，放入100℃的烘箱热处理3.5小时，得到吸附剂。作为本专利技术的进一步改进，所述调和剂为4-(三甲基硅氧基)-3-戊烯-2-酮、乙二醇双(3-胺丙基)醚和2-氨基-4-甲基苯乙醚的混合物，其质量比为4:1:1。作为本专利技术的进一步改进，所述含羧基化合物为对苯二甲酸乙二醇酯、三甘醇二乙酸酯和2-丁烯-1,4-二醇双丁酸酯中的至少一种。作为本专利技术的进一步改进，所述所述含羧基化合物为对苯二甲酸乙二醇酯、三甘醇二乙酸酯和2-丁烯-1,4-二醇双丁酸酯的混合物，其质量比为3:1:2。作为本专利技术的进一步改进，所述聚合物多元醇为聚乙二醇或聚丙二醇或聚四氢呋喃中的任意一种。作为本专利技术的进一步改进，所述小分子多元醇为1,4-丁二醇、2,4-戊二醇和季戊四醇中的至少一种。作为本专利技术的进一步改进，所述小分子多元醇为1,4-丁二醇、2,4-戊二醇和季戊四醇的混合物，其质量比为3:2:1。作为本专利技术的进一步改进，一种聚酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：步骤一：先将含羧基化合物、聚合物多元醇放入反应容器内进行混合，以200-300rad/min的转速进行搅拌混合，在100-120摄氏度的温度下反应1-2h；步骤二：接着将小分子多远醇、吸附剂和调和剂加入反应容器内混合，同时加反应容器内的真空度抽成100-200Pa,在温度150-200摄氏度下，反应2-4小时，形成聚酯弹性体。本专利技术的有益效果：整个弹性体的主体为含羧基化合物、聚合物多元醇和小分子多元醇的聚合物，通过以含羧基化合物为主要材料，通过的聚合物多元醇和小分子多元醇加入，一方面可以提供粘度，其中小分子多元醇提供柔性链段，另一方面会与含羧基化合物发生化学反应，产生较长的分子链段，大大提高本专利技术的分子量，使得本专利技术制备的弹性体具有一定的弹性模量和回弹力；其中含羧基化合物的选择上优选了质量比为3:1:2的对苯二甲酸乙二醇酯、三甘醇二乙酸酯和2-丁烯-1,4-二醇双丁酸酯的混合物，这样能够起到调节整个聚合物分子的链段的作用；在小分子多元醇的选择上优选了质量比为3:2:1的1,4-丁二醇、2,4-戊二醇和季戊四醇的混合物，这样可以通过不同链段的小分子多元醇物质来调节整个聚合物的结构；在含羧基化合物和小分子多元醇均优选的情况下，可以产生协同效果，使得本专利技术弹性体的弹性模量进一步提高。作为本专利技术的关键，由于在聚合反应时会产生小分子水或者醇这些副产物，通过加入吸附剂来吸附这些副产物，本专利技术中吸附剂为负载有二环己基碳二亚胺的介孔分子筛，其中二环己基碳二亚胺自身具有一定吸水作用，但随着时间的推移，吸水效果会快速变差；通过将二环己基碳二亚胺负载在自制的介孔分子筛上，两者具有较好的协同作用，通过在较长时间来吸附小分子水或者醇，具有很强的吸附作用。但仅仅是吸附剂的简单加入，与含羧基化合物、聚合物多元醇相互之间会产生不良反应，无法将效果发挥到最佳，而本专利技术解决的这个问题的方案，加入调和剂，在调和剂上选择了4-(三甲基硅氧基)-3-戊烯-2-酮、乙二醇双(3-胺丙基)醚和2-氨基-4-甲基苯乙醚的混合物，调和剂的作用下，能够提高吸附剂与含羧基化合物、聚合物多元醇之间的协同性。最终在真空度为100-200Pa的真空度下就能制备出分子量达到20000-30000Da的聚酯弹性体，不需要高压真空设备，生产成本较低，且制备出的弹性体具有较大的弹性模量和回弹力。具体实施方式实施例1：一种聚酯弹性体，包括下列重量份物质组成:含羧基化合物100份；聚合物多元醇30份；小分子多元醇12份；吸附剂0.2份；调和剂1份；所述吸附剂为负载二环己基碳二亚胺的介孔分子筛。所述分子筛的制备方法包括以下步骤：S1:称取10克十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶解在100克去离子水中，得到溶液A；S2:量取23克的水玻璃，往溶液A中缓慢加入水玻璃，得到凝胶B；S3:用0.5mol/L的盐酸调节凝胶B的pH到9-10，室温下磁力搅拌4h，得到混合液C；S4:将上述混合液C倒入聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下，晶化36h；S5:晶化后的混合液用去离子水洗涤3-5次，抽滤，干燥，得到白色粉末；S6:把S5得到的白色粉末置于箱式电阻炉中，在箱式电阻炉中经两步法锻烧，先缓慢升温至300℃，然后保温3h后，再缓慢升温至650℃，保温4h，得到介孔分子筛。所述吸附剂的制备方法为首先将二环己基碳二亚胺溶解在苯、丙酮混合溶剂中配成5-10％浓度的溶液，然后向溶液中加入介孔分子筛，加入量按照重量比，溶液：介孔分子筛＝10:1的比例，经过搅拌混合均匀，放入100℃的烘箱热处理3.5小时，得到吸附剂。所述调和剂为4-(三甲基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯弹性体，其特征在于：包括下列重量份物质组成:含羧基化合物100‑120份；聚合物多元醇30‑50份；小分子多元醇10‑20份；吸附剂0.1‑0.5份；调和剂1‑3份；所述吸附剂为负载二环己基碳二亚胺的介孔分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种聚酯弹性体，其特征在于：包括下列重量份物质组成:含羧基化合物100-120份；聚合物多元醇30-50份；小分子多元醇10-20份；吸附剂0.1-0.5份；调和剂1-3份；所述吸附剂为负载二环己基碳二亚胺的介孔分子筛。2.根据权利要求1所述的一种聚酯弹性体，其特征在于：所述分子筛的制备方法包括以下步骤：S1:称取10克十六烷基三甲基溴化铵溶解在100克去离子水中，得到溶液A；S2:量取20-25克的水玻璃，往溶液A中缓慢加入水玻璃，得到凝胶B；S3:用0.5mol/L的盐酸调节凝胶B的pH到9-10，室温下磁力搅拌4h，得到混合液C；S4:将上述混合液C倒入聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下，晶化36h；S5:晶化后的混合液用去离子水洗涤3-5次，抽滤，干燥，得到白色粉末；S6:把S5得到的白色粉末置于箱式电阻炉中，在箱式电阻炉中经两步法锻烧，先缓慢升温至300℃，然后保温3h后，再缓慢升温至600-700℃，保温4h，得到介孔分子筛。3.根据权利要求2所述的一种聚酯弹性体，其特征在于：所述吸附剂的制备方法为首先将二环己基碳二亚胺溶解在苯、丙酮混合溶剂中配成5-10％浓度的溶液，然后向溶液中加入介孔分子筛，加入量按照重量比，溶液：介孔分子筛＝10:1的比例，经过搅拌混合均匀，放入100℃的烘箱热处理3.5小时，得到吸附剂。4.根据权利要求1所述的一种聚酯弹性体，其特征在于：所述调和剂为4-(三甲基硅氧基)-3-戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟禄，江峰，朱露萍，刘若望，樊宏斌，代本祝，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33