[發明專利]一種阻燃性半芳香族聚酰胺及其制備方法

在審

• 申請號: 201210162498.2
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103421186A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李曉琳
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08G69/42
• 分類號: C08G69/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及聚酰胺技術領域，特別涉及一種阻燃性半芳香族聚酰胺及其制備方法。

背景技術

半芳香族聚酰胺由于在聚酰胺分子鏈中引入了芳香環，從而提高了耐熱性和力學性能，降低了吸水率，具有良好的耐化學腐蝕性，適用于150℃以上的高溫環境及特殊化學環境。半芳香族聚酰胺的阻燃性雖然高于脂肪族聚酰胺，但明顯低于LOI值為34以上的PBI（聚苯并咪唑）、PPS等其他高性能材料。

在半芳香族聚酰胺阻燃改性方面，最一般的方法是添加鹵素或磷系阻燃劑，但它們存在諸如產生有害氣體，分解溫度低等缺陷。還有一種方法是添加無機阻燃劑，無機阻燃劑一般為無機金屬氫氧化物，如氫氧化鎂等，添加后分解溫度較高，吸熱量大，還能大量吸收高分子燃燒所產生的有害氣體、煙霧及未能完全燃燒的熔化殘留物，使燃燒很快停止，且無任何有害物質產生。但是在現有技術中需要填充較大量的氫氧化鎂才能產生一定的阻燃效果，添加量一般在40%以上。添加無機阻燃劑通常以犧牲聚酰胺的力學性能為代價。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種阻燃性半芳香族聚酰胺，以解決現有技術中的半芳香族聚酰胺需要填充較大量的無機阻燃劑才能產生一定的阻燃效果，添加量一般在40%以上，同時會降低聚酰胺的力學性能的技術性問題。

本發明的第二目的是提供一種阻燃性半芳香族聚酰胺的制備方法。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種阻燃性半芳香族聚酰胺，由包含芳香族二元酸、脂肪族二元胺、含硫阻燃劑、封端劑、催化劑和去離子水的原料制成。

優選地，所述芳香族二元酸選自對苯二甲酸或間苯二甲酸的一種或兩種。

優選地，所述脂肪族二元胺選自含有6-14個碳原子的脂肪族二元胺。

優選地，所述含有6-14個碳原子的脂肪族二元胺選自己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、1,11-十一碳二胺、1,12-十二碳二胺、1,13-十三碳二胺或1,14-十四碳二胺的一種或多種。

優選地，所述含硫阻燃劑選自含硫二元胺。

優選地，所述含硫二元胺選自4,4′-二氨基二苯二硫醚。

優選地，所述封端劑選自一元羧酸或一元胺；所述一元羧酸選自苯甲酸。

優選地，所述催化劑選自磷酸、亞磷酸、次磷酸、次亞磷酸或其鹽類的一種或多種；所述次亞磷酸鹽選自次亞磷酸鈉。

優選地，所述芳香族二元酸、脂肪族二元胺和含硫阻燃劑中總的羧酸基和總的氨基的摩爾量之比為1:1。

優選地，所述含硫阻燃劑中的硫的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的0.5-5%。

優選地，所述含硫阻燃劑中的硫的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的1-3%。

優選地，所述封端劑的摩爾量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總摩爾量的0.05-2%。

優選地，所述催化劑的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的0.01-2%。

優選地，所述去離子水的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的30-70%。

一種阻燃性半芳香族聚酰胺的制備方法，包括以下步驟：

（1）預聚合：

將芳香族二元酸、脂肪族二元胺、含硫阻燃劑、封端劑、催化劑和去離子水加入聚合釜中，采用氮氣置換釜內的空氣2-5次，之后升溫，進行成鹽反應；升溫使體系壓力增至1.5-3.5MPa后，開始進行保壓，即通過排氣閥泄壓從而調節上升的壓力，使壓力維持在1.5-3.5MPa，當溫度繼續上升至280-320℃時，開始泄壓至常壓，充氮氣加壓，出料，得到預聚物，備用；其中，所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺以及所述含硫阻燃劑中總的羧酸基和總的氨基的摩爾量之比為1:1；所述含硫阻燃劑中的硫的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的0.5-5%；所述封端劑的摩爾量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總摩爾量的0.05-2%；所述催化劑的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的0.01-2%；所述去離子水的重量為所述芳香族二元酸、所述脂肪族二元胺和所述含硫阻燃劑的總重量的30-70%；

（2）固相聚合：

將步驟（1）中的預聚物于70-150℃真空干燥4-24h，之后在固定床反應器中于氮氣氣氛下進行固相聚合反應，得到阻燃性半芳香族聚酰胺。