[發(fā)明專利]一種原位穩(wěn)定化尼龍6及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210522237.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN103012776A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉林;史開華;趙曉文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G69/14
• 分類號(hào): C08G69/14;C08G69/18;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原位穩(wěn)定化熱塑性工程塑料的制備方法，屬于高分子材料加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚酰胺（Polyamide，簡稱PA）俗稱尼龍（Nylon），是指主鏈上具有酰胺基（-CONH-）重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能，耐磨、耐油、耐溶劑、自潤滑性、自熄性、耐腐蝕性及良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)。聚酰胺在工程塑料中的產(chǎn)量一直排行首位，在世界各國其生產(chǎn)能力和產(chǎn)量均占工程塑料的首位，已成為汽車、電子電器、機(jī)械、電氣、航天航空、兵器等工業(yè)不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。其中尼龍6是用量最大、用途最廣泛的聚酰胺品種之一。

尼龍6屬脂肪族聚酰胺，其主鏈?zhǔn)怯蒀-N鍵和C-C鍵共同組成，酰胺鍵(-NHCO-)是整個(gè)鏈的薄弱環(huán)節(jié)，離解能較低（約為276kJ/mol），分子鏈易于在此處斷鏈；它是生色團(tuán)，會(huì)吸收太陽光中的紫外線，從而引發(fā)聚合物的光降解；它具有極性，會(huì)吸水，在比較高的溫度下易發(fā)生水解、氨解和酸解降解；與氮相鄰的碳原子上的氫具有較高活性，易失去而形成自由基。另外，尼龍6中還有一些不規(guī)則結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)和各類添加劑，它們對(duì)各種降解都會(huì)有影響。

在尼龍6熱加工及使用過程中，可通過添加各種穩(wěn)定劑，如受阻酚、芳香胺、金屬鹽、受阻胺、亞磷酸酯、硫化物等來提高其穩(wěn)定性。聚合物的氧化降解是一個(gè)具有鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止過程的自動(dòng)氧化連鎖反應(yīng)，聚合物自由基是導(dǎo)致其氧化降解的根本，清除自由基和分解氫過氧化物是抑制聚合物氧化降解的基本途徑。抗氧劑是通過捕捉聚合物體系在熱、氧作用下產(chǎn)生的自由基來中斷整個(gè)體系自動(dòng)氧化循環(huán)過程而達(dá)到穩(wěn)定的目的，是聚合物材料最重要、最基本的穩(wěn)定助劑。受阻胺是2,2,6,6-四甲基哌啶衍生物，如癸二酸雙（2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶）酯、苯甲酸（2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶）酯、氮基三乙酸（2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶）酯、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶等，主要捕捉在聚合物氧化老化中生成的含氧自由基（HO·、RO·、ROO·）；由于具有良好的熱穩(wěn)定和光穩(wěn)定作用，是尼龍６工業(yè)上常用的穩(wěn)定劑。但由于受阻胺分子量較低，一般為150~500，以小分子形式分散在聚合物基體中，在材料加工及使用過程中，它易于從聚合物基體內(nèi)遷移到表面，揮發(fā)損失，耐抽提性差，從而影響其穩(wěn)定效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種原位穩(wěn)定化尼龍6及其制備方法，其特點(diǎn)是在己內(nèi)酰胺堿催化陰離子開環(huán)聚合過程中，將受阻胺穩(wěn)定劑分子引入到尼龍6分子主鏈上，從而提高穩(wěn)定劑在尼龍6基體中的穩(wěn)定性及二者相容性，減少穩(wěn)定劑的遷移與損失，提高其耐抽提性。同時(shí)，穩(wěn)定化的尼龍6表現(xiàn)出較高的熱氧穩(wěn)定性和光氧穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料分?jǐn)?shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。原位穩(wěn)定化尼龍6合成的配方組份按重量計(jì)為：

己內(nèi)酰胺????????????????????????????100份

堿催化劑????????????????????????????0.05~1.5份

異氰酸酯活化劑??????????????????????0.05~5份

受阻胺穩(wěn)定劑????????????????????????0.01~10份

其中，堿催化劑為氫氧化鈣、甲醇鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、或己內(nèi)酰胺鈉中的任一種。?

異氰酸酯活化劑為4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基-1,6-二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、或多異氰酸酯中的任一種。

受阻胺穩(wěn)定劑為N,N-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,6-己二胺、2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶、四甲基哌啶胺、或4-環(huán)氧丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶胺中的任一種。

反應(yīng)性受阻胺穩(wěn)定劑制備：

0.01~10份的受阻胺穩(wěn)定劑與0.05~5份的異氰酸酯活化劑在室溫下快速攪拌反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱，并迅速生成白色固體產(chǎn)物。

原位穩(wěn)定化尼龍6合成：

將100份的己內(nèi)酰胺放入三頸瓶，加熱至100~150℃熔融，抽真空排除水分；然后加入0.05~1.5份的堿催化劑，攪拌均勻，再次抽真空排除水分；將制備的反應(yīng)性受阻胺穩(wěn)定劑加入三頸瓶，攪拌均勻，并快速倒入已預(yù)熱至100~210℃的模具內(nèi)，反應(yīng)10~300min，獲得原位穩(wěn)定化尼龍６產(chǎn)品。

原位穩(wěn)定化尼龍6性能：