一種高回彈性聚酯彈性體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一高回彈性的聚酯彈性體，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分：聚酯硬段30～78%；聚醚軟段20～55%；聚己內(nèi)酯多元醇0.1～15%；其制備方法包括：將芳香族二元酸或其二甲酯、脂肪族二元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚醚共聚物加入到帶攪拌的反應(yīng)釜中，開啟攪拌，升高溫度至180～200℃，進(jìn)行酯交換反應(yīng)；待酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上，調(diào)節(jié)真空度為100～200Pa進(jìn)行縮聚反應(yīng)，升高溫度至240～260℃，達(dá)到預(yù)定的粘度后，充氮?dú)?，出料，切粒，即得；由于引入聚己?nèi)酯多元醇，通過調(diào)節(jié)其用量，可以使所得的彈性體具有更高的回彈性和良好的動(dòng)/靜剛度，同時(shí)可改變聚酯材料的軟硬程度、提高材料的加工性能和力學(xué)性能；且使所得的彈性體具有更好的彈性，適合于制備軌道交通所用的墊片材料。
【專利說明】一種高回彈性聚酯彈性體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高回彈性的聚酯彈性體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚醚酯熱塑性彈性體兼具橡膠與熱塑性工程塑料兩者的特性，在室溫下呈現(xiàn)出橡膠特性，而在高溫下又呈現(xiàn)出熱塑性塑料的特性，可以塑化成型，加工方便。其分子結(jié)構(gòu)有硬段和軟段兩部分組成，硬段為芳香族聚酯(PET或PBT)，以玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的聚醚或者聚酯嵌段作為軟段。其硬鏈段的剛性、極性和結(jié)晶性使它具有好的高溫性能和抗油、抗溶劑性，軟鏈段聚醚的低玻璃化溫度和飽和性使它具有優(yōu)良的低溫性能和抗老化性。其應(yīng)用范圍已經(jīng)從初期紡織工業(yè)的高彈性纖維，擴(kuò)展到汽車、高分子合金、生物醫(yī)用材料、電子電器、薄膜等領(lǐng)域，成為一種不可或缺的新型材料。
[0003]TPEE城市軌道地鐵采用彈性墊板保護(hù)路基和軌枕，降低地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)所產(chǎn)生的高速振動(dòng)和沖擊，保障地鐵運(yùn)行時(shí)的乘坐舒適性，延長(zhǎng)扣件系統(tǒng)使用壽命。與傳統(tǒng)橡膠墊板相比，TPEE城軌地鐵墊板采用了全新彈性模式，同時(shí)運(yùn)用屈撓和壓縮兩種變形提供雙重減振效果，TPEE城軌地鐵墊板較低的動(dòng)/靜剛度比使其具有優(yōu)良的減振或隔振性能，TPEE優(yōu)異的耐老化性、耐候性及耐疲勞性使其具有超長(zhǎng)的使用壽命，延長(zhǎng)了線路養(yǎng)護(hù)、維護(hù)周期。
[0004]TPEE是一類具有優(yōu)異綜合性能的工程彈性體，優(yōu)異的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能使其自問世以來就獲得了較高關(guān)注度，在很多領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果。如今，隨著軌道交通的高速發(fā)展，TPEE在軌道減振、軌道與車輛的緩沖、減振等方面成功獲得了應(yīng)用。
[0005]專利號(hào)為201110283905.0的發(fā)明公開了一種共聚醚酯、由該共聚醚酯形成的彈性緩沖件及其制備方法，以及設(shè)置有該彈性緩沖件的軌道交通車輛。該共聚醚酯由聚酯硬鏈段和軟鏈段組成，其中，軟鏈段由聚四氫呋喃醚形成的軟鏈段和端羥基聚丁二烯形成的軟鏈段組成，聚四氫呋喃醚形成的軟鏈段與端羥基聚丁二烯形成的軟鏈段的質(zhì)量比為3:1飛:1，共聚醚酯的硬度在邵氏040-80之間。本發(fā)明提供的彈性緩沖件具有良好的抗蠕變、彎曲疲勞能力，出眾的化學(xué)品抵抗能力，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便。另外，該發(fā)明所提供的制備方法具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品合格率較高的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]專利號(hào)為200580004292.5的發(fā)明公開了一種用于制備包括聚酯硬嵌段和聚(氧化烯烴)多元醇軟嵌段的嵌段共聚醚酯彈性體的方法，其中，將至少一種芳族二元羧酸或其成酯衍生物、至少一個(gè)亞烷基二醇和包括用氧化乙烯封端的聚(氧化丙烯)的聚(氧化烯烴)多元醇進(jìn)行酯化，所述聚(氧化烯烴)多元醇相對(duì)于所述聚(氧化烯烴)多元醇的總重具有22~90重量％的氧化乙烯含量，并具有小于35MEQ/KG聚(氧化烯烴)多元醇的不飽和含量，所述不飽和含量是乙烯基和烯丙基的總含量。本發(fā)明還涉及由所述方法得到的嵌段共聚醚酯彈性體，所述彈性體包括用氧化乙烯封端的聚(氧化丙烯)，所述聚(氧化烯烴)多元醇具有250(T5000G/M0L的MN和22-90重量％的氧化乙烯含量，其中，所述嵌段共聚醚酯彈性體具有60/40-90/10的聚(氧化烯烴)多元醇/芳族二元羧酸或其成酯衍生物的重量比；具有至少3.5的所述聚酯嵌段的平均聚合度并具有至少25000G/M0L的MN。[0007]專利號(hào)為200810208104.6的發(fā)明公開了一種具有優(yōu)良耐高低溫性能的熱塑性聚酯彈性體及其制備方法，主要由芳香族二甲酸二甲酯、α，ω-二醇、端羥基聚二甲基硅氧烷和擴(kuò)鏈劑組成。擴(kuò)鏈劑是用來將聚二甲基硅氧烷兩端活性較弱的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚缘漠惽杷狨セ?。由于在聚酯分子鏈中引入更加穩(wěn)定和柔順的硅氧鍵，材料的耐高、低溫性能，抗氧化性能均大幅提高，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較一般聚酯彈性體低40°C，能夠在零下80°C的環(huán)境中長(zhǎng)期使用。最高使用溫度可以達(dá)到250°C，比一般聚酯彈性體溫度高30°C。而且，成本比硅酮低。所以該產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
[0008]專利號(hào)為201080056212.1的發(fā)明公開了一種含有軟鏈段和硬鏈段的新型熱塑性共聚醚酯彈性體組合物。所述共聚醚酯彈性體組合物的軟鏈段衍生自無規(guī)的聚(氧亞乙基-Co-氧四亞甲基醚)二醇并且所述硬鏈段由短鏈聚酯構(gòu)成。此發(fā)明還涉及生產(chǎn)所述新型共聚醚酯彈性體組合物的方法，以及含有該組合物的產(chǎn)品。
[0009]專利號(hào)為200910247644.X的發(fā)明公開了一種具有高熔體強(qiáng)度的聚酯彈性體泡沫材料及其制備方法，主要由芳香族二甲酸二甲酯(或芳香族二甲酸)、α，ω-脂肪族二醇、聚醚二醇和無機(jī)前驅(qū)體組成，復(fù)合材料中的無機(jī)部分是由無機(jī)前驅(qū)體原位生成，無機(jī)物表面的氫氧根基團(tuán)與聚酯彈性體兩端的羥基發(fā)生反應(yīng)，從而使部分聚酯彈性體分子鏈接枝到無機(jī)物表面，本復(fù)合材料比純聚酯彈性體具有較高的熔體強(qiáng)度，加入發(fā)泡劑后即可制得泡沫彈性體，該泡沫塑料的使用溫度比一般泡沫塑料高8(noo°c，且具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)，可以適用于一般泡沫塑料不能勝任的高溫環(huán)境。
[0010]然而，上述方法的實(shí)際效果有限，在用作軌道交通的彈性墊片時(shí)存在回彈性不足的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的聚酯彈性體在應(yīng)用在軌道交通彈性墊片時(shí)回彈性不足的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種回彈性更好，且加工過程也比較容易，具備優(yōu)異的力學(xué)性能的高回彈性的聚酯彈性體。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供上述高回彈性的聚酯彈性體的制備方法。
[0013]本發(fā)明的再一目的在于提供上述高回彈性的聚酯彈性體的用途。
[0014]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分:
聚酯硬段30~78% ；
聚醚軟段15~55% ；
聚己內(nèi)酯多元醇0.1-15% ；
其中，所述聚酯硬段是由芳香族二元酸或其二甲酯與脂肪族二元醇合成；
所述聚醚軟段是由芳香族二元酸或其二甲酯與聚醚二元醇合成；
所述聚己內(nèi)酯多元醇含有三個(gè)及三個(gè)以上的官能團(tuán)，數(shù)均分子量范圍為200-8000。
[0015]其中，所述聚己內(nèi)酯多元醇的合成方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)提供的方法:將潔凈、干燥的四口燒瓶置于120°C的油浴中加熱，同時(shí)通氮?dú)庖猿恐兴旨把鯕獾入s質(zhì)；將油浴溫度升高至140°C ~160°C，加入己內(nèi)酯單體、引發(fā)劑三羥甲基丙烷或者季戊四醇及催化劑鈦酸丁酯，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下控溫?cái)嚢璺磻?yīng)6 tT8 h，停止加熱，繼續(xù)通氮?dú)鈹嚢?，至反?yīng)物溫度降到60°C以下時(shí)停止；將反應(yīng)后的聚己內(nèi)酯在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻后用氯仿溶解，再用甲醇進(jìn)行再沉淀，抽濾后在40°C真空干燥即可；表1示出合成的不同結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯多元醇，其分子結(jié)構(gòu)單體為:
【權(quán)利要求】
1.一種高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分：聚酯硬段 聚醚軟段 聚己內(nèi)酯多元醇30 78% ； 15?55% ； 0. 1 ?15% ；其中，所述聚酯硬段是由芳香族二元酸或其二甲酯與脂肪族二元醇合成；所述聚醚軟段是由芳香族二元酸或其二甲酯與聚醚二元醇合成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯多元醇 含有三個(gè)及三個(gè)以上的官能團(tuán)，數(shù)均分子量范圍為200?8000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述高回彈性的聚酯 彈性體的特性黏度為1. 5^2. 3dL/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述高回彈性的聚酯 彈性體的熔融指數(shù)在溫度為230°C，壓力為2. 16kg條件下測(cè)定為7?15g/10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述芳香族二元酸或 其二甲酯選自碳原子數(shù)為C8-C18的芳香族二元酸或其二甲酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述碳原子數(shù)為C8-C18 的芳香族二元酸或其二甲酯選自對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸中的一種或者一種以 上的混合物，優(yōu)選為對(duì)苯二甲酸或其二甲酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述脂肪族二元醇選 自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、環(huán)戊烷二醇、 1，4-環(huán)己烷二醇中的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，所述聚醚二元醇的數(shù) 均分子量范圍為500?5000，選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二元醇中的一種或一種以 上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高回彈性的聚酯彈性體，其特征在于，還包括0.Of 3被％0的 催化劑和3-10wt%。的穩(wěn)定劑。
10.權(quán)利要求1、任一項(xiàng)所述的高回彈性的聚酯彈性體的制備方法，包括如下步驟：a)酯交換反應(yīng)：將芳香族二元酸或其二甲酯、脂肪族二元醇、聚醚二元醇和聚己內(nèi)酯多 元醇加入到帶攪拌的反應(yīng)釜中，開啟攪拌，升高溫度至180?200°C，進(jìn)行酯交換反應(yīng)；b)縮聚反應(yīng)：待步驟a)的酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上，調(diào)節(jié)真空度為10(T200Pa 進(jìn)行縮聚反應(yīng)，升高溫度至240?260°C，達(dá)到預(yù)定的粘度后，充氮?dú)?，出料，切粒，得到高?性聚酯彈性體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高彈性的聚酯彈性體的制備方法得到的高彈性的聚酯彈 性體應(yīng)用在軌道交通彈性墊片的用途。
【文檔編號(hào)】C08G63/672GK103642019SQ201310590519
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】苑仁旭, 徐依斌, 蔡彤旻, 焦建, 趙巍, 曾祥斌, 夏世勇, 鐘宇科 申請(qǐng)人:金發(fā)科技股份有限公司, 珠海萬通化工有限公司