[发明专利]一种新型尼龙6/聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型尼龙6/聚氨酯复合材料及其制备方法，其组分的重量百分比为：己内酰胺81%‑84%，聚丙二醇13‑16%，聚二甲基硅氧烷1%‑2%，改性活化剂1%‑1.5%，阴离子聚合引发剂0.15%‑0.2%。以己内酰胺为反应溶剂，加入聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷和活化剂在70‑85℃反应3小时后，升高温度至130‑145℃减压蒸馏1小时除去混合液中的水分。然后加入阴离子聚合引发剂，减压蒸馏30分钟，与活化剂混合后浇铸170℃模具中成型得到尼龙6/聚氨酯复合材料。这种复合材料具有高强高韧、耐水性强等优点，且生产工艺简单，适于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种尼龙6/聚氨酯复合材料及其制备方法，具有高强高韧和耐水等特性，属于高分子材料技术领域。

背景技术

尼龙6由于其强度高、质量轻、耐磨损、抗老化以及良好的力学性能和耐化学稳定性，但也普遍具备着低温韧性差、耐热性差、耐水性差等缺点，这严重限制了其应用的宽度与广度。

由聚丙二醇与过量的改性活化剂反应制得-NCO 封端的聚氨酯预聚体，再与具有良好疏水性和耐候性的羟基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS-OH)反应，合成有机硅改性聚氨酯(PDMS-PU)，控制 n(-NCO) / n(-OH)﹥1，将其加入尼龙中制备PA6/PDMS-PU共聚物。随着硅氧键成分在聚氨酯分子主链中的加入，使改性后的聚氨酯有足够的伸缩性和弹性来保证它在使用过程中的理化和力学性能优异，并且PDMS在充当混合软段的同时可提高材料的疏水性和耐候性，对聚氨酯材料的热稳定性也有一定的贡献。

发明内容

针对尼龙的缺点，本发明加入有机硅改性聚氨酯，通过原位聚合反应制备了尼龙6/聚氨酯复合材料，提高了尼龙6与聚氨酯的相容性，实现了两种材料的优势互补。与传统的制备方法相比，本发明制备的尼龙6/聚氨酯复合材料的相容性和分散性更加优异，具有更强的机械性能、耐热性能、耐候性等。本发明是一种新颖的改性尼龙的方法，生产工艺简单，方便大规模生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型尼龙6/聚氨酯复合材料，其特征在于：以己内酰胺、聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷、改性活化剂、阴离子聚合引发剂为原料，其各组分的占比如下：

己内酰胺 81%-84%

聚丙二醇 13-16%

聚二甲基硅氧烷 1%-2%

改性活化剂 1%-1.5%

阴离子聚合引发剂 0.15%-0.2%

其总重量满足100%，

所述的聚丙二醇的分子量为3000克/摩尔，

所述的聚二甲基硅氧烷为羟丙基聚二甲基硅氧烷，分子量为2000克/摩尔，

所述的改性活化剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种，

所述的阴离子聚合引发剂为氢氧化钠。

本发明的另一目的是为了提供一种新型尼龙6/聚氨酯复合材料的制备方法。

一种新型的尼龙6/聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

（1）向烧瓶A中加入己内酰胺单体，在130-145℃熔融，减压蒸馏30分钟，将温度降至70-85℃并通氮气保护；

（2）将步骤（1）中熔融的己内酰胺作为反应溶剂，向其中加入聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷搅拌1小时，再加入改性活化剂在氮气保护下反应2小时得到己内酰胺/聚氨酯混合液；