[發(fā)明專(zhuān)利]一種半芳香族生物尼龍及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310028089.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103965466A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊桂生;柯昌月
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海杰事杰新材料（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G69/26
• 分類(lèi)號(hào): C08G69/26;C08G69/28
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料尼龍合成領(lǐng)域，涉及一種半芳香族生物尼龍及其制備方法。

背景技術(shù)

尼龍（聚酰胺）是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種熱塑性工程塑料，它具有強(qiáng)韌耐磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零配件、電子電器、機(jī)械等行業(yè)，六十年來(lái)，在工程塑料的激烈競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)步增長(zhǎng)，其需求量迄今一直位居五大工程塑料的首位。

半芳香族尼龍是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香族的二酸或二胺，經(jīng)縮聚而制得。由于在全芳香族聚酰胺分子主鏈中導(dǎo)入脂肪鏈，從而改善了成型加工性和溶解性等。與脂肪族尼龍相比，半芳香族尼龍最大特點(diǎn)是耐熱性能優(yōu)良，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度普遍在100℃以上，熔點(diǎn)普遍在250℃以上，大多都在300℃附近。耐熱老化性能優(yōu)良，力學(xué)性能對(duì)溫度的依賴(lài)性小，在較寬的溫度范圍內(nèi)能保持穩(wěn)定的性能。吸水率低，且在吸濕后制品的尺寸和力學(xué)性能變化小。耐有機(jī)溶劑和各種車(chē)用燃料、油料、防凍液等化學(xué)藥品性好，有些具有良好的氣體阻隔性，電絕緣性能優(yōu)良，還有出色的耐電弧性劑漏電痕跡性。收縮性、變形性、蠕變性很小，剛性和強(qiáng)度普遍優(yōu)于一般的脂肪族尼龍。由于該尼龍合成的主要原料癸二酸是通過(guò)蓖麻油堿解法而制得的，蓖麻油存在于生物蓖麻的種子里，因此稱(chēng)之為生物尼龍。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利200910072711.9公布了制備尼龍-610的方法，其使用的主要原料是己內(nèi)酰胺，不具有生物性，同時(shí)有使用甲苯二異氰酸酯，危險(xiǎn)度較高；專(zhuān)利US4022756、CN200610147391、US6156869、US566328等都公開(kāi)了半芳香族尼龍的制備方法，這些制備工藝中，大多采用先制備預(yù)聚物尼龍鹽，再將預(yù)聚物經(jīng)固相增粘以提高尼龍分子量得到最終需要的尼龍，因此合成工藝較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種半芳香族生物尼龍及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

通過(guò)本發(fā)明的制備方法合成半芳香族生物尼龍，不存在先合成尼龍鹽再在聚合釜進(jìn)行聚合等繁瑣工藝，而是把原料加入反應(yīng)釜直接進(jìn)行聚合，因此其合成工藝簡(jiǎn)單，合成時(shí)間較短；同時(shí)，所用溶劑為去離子水，較為安全環(huán)保；通過(guò)該方法合成半芳香族生物尼龍性能優(yōu)于尼龍6和尼龍66，并且在某些性質(zhì)方面可與尼龍612和尼龍12相媲美，合成的半芳香族生物尼龍為顆粒狀塑料，分子量較高，適合工業(yè)化推廣生產(chǎn)。

一種半芳香族生物尼龍，由包含以下摩爾數(shù)的組分制成：

所述的芳香族二元酸選自對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、4,4'-聯(lián)苯二甲酸、萘二甲酸中的一種或一種以上，優(yōu)選對(duì)苯二甲酸。

所述的脂肪族二元胺選自分子鏈主鏈中含有4-13個(gè)碳原子的脂肪族二元胺中的一種或一種以上，優(yōu)選己二胺。

所述的脂肪族二元酸選自分子鏈主鏈中含有4-13個(gè)碳原子的脂肪族二元酸中的一種或一種以上，優(yōu)選從蓖麻油中制取的癸二酸。

所述的催化劑選自次亞磷酸鉀、亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、磷酸鉀、磷酸鎂、磷酸鈣、磷酸鋅、次亞磷酸鉀、次亞磷酸鈉、次亞磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅中的一種或一種以上，優(yōu)選次亞磷酸鈉。

一種上述半芳香族生物尼龍的制備方法，包括以下步驟：

（1）按上述比例將聚合單體10.20-11.22mol芳香族二元酸，19.60-21.65mol脂肪族二元胺，9.80-10.78mol脂肪族二元酸和0.015-0.03mol催化劑混合均勻，然后將其加入到裝有攪拌裝置的25L高壓聚合反應(yīng)釜中，稱(chēng)取220-300mol溶劑水于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌器（轉(zhuǎn)速60r/min）并向反應(yīng)釜內(nèi)充入適量惰性氣體、抽真空，至少重復(fù)3次，以排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，最后預(yù)留0.01Mpa-0.03Mpa惰性氣體作為保護(hù)氣；

（2）通過(guò)循環(huán)導(dǎo)熱油對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫，然后對(duì)反應(yīng)釜釜內(nèi)保溫，以使聚合單體完全溶解于溶劑中；

（3）保溫結(jié)束，對(duì)反應(yīng)釜繼續(xù)升溫，此時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)壓力上升，通過(guò)釋放體系反應(yīng)產(chǎn)生的水分實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行保壓，維持恒壓，且對(duì)反應(yīng)釜繼續(xù)加熱，等到反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到260-270℃時(shí)，把攪拌器轉(zhuǎn)速加倍（轉(zhuǎn)速升至120r/min），通過(guò)循環(huán)導(dǎo)熱油繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至305-315℃時(shí)，在保持反應(yīng)釜溫度不下降的前提條件下，即維持溫度不高于315℃，對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓，等到反應(yīng)釜內(nèi)的壓力卸至常壓時(shí)，降低攪拌器轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速降至12r/min），向反應(yīng)釜充入惰性氣體，出料得到具有較好流動(dòng)性的半芳香族生物尼龍料。