[發明專利]一種聚草酰胺的霧化聚合方法和裝置

在審

• 申請號: 201610006545.2
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105461919A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 程聰;何勇;宋明;陳欣;諶繼宗;周創業;李沛榮;林華綱
• 申請（專利權）人: 東華大學;廣東新會美達錦綸股份有限公司
• 主分類號: C08G69/44
• 分類號: C08G69/44;B01J19/26;B01J19/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

本發明提供了一種聚草酰胺的霧化聚合方法，其特征在于，包括將草酸二酯和二元胺分別通過投料泵泵入到同一噴嘴或不同噴嘴中，在惰性氣流中進行霧化、混合和聚合，得到聚草酰胺。本發明的聚草酰胺的霧化聚合方法種適用于工業化大量生產，具有操作簡單、條件溫和、無溶劑、易于加工、成本低廉等優點，與此同時，還保證了聚酰胺樹脂的黏度以及高分子量。

技術領域

本發明屬于高分子材料聚合領域，具體涉及一種通過霧化聚合制備聚草酰胺的方法和裝置。

背景技術

尼龍自1939年美國杜邦公司實現PA66產業化以來，無論是從品種、產量還是生產技術都取得了顯著發展。20世紀以來，隨著加工技術的不斷改進，對材料的要求也越來越嚴格。電子電器方面，新型的表面安裝技術Surface Mourn Technology所采用的無鉛焊錫使得材料的耐熱溫度從原來的186℃提高到了215℃，這對材料的耐高溫性能以及尺寸穩定性提出了更高要求；汽車領域使用以塑代鋼因此在發動機周圍使用的耐高溫材料也日益增多。但是現有通用塑料PA6和PA66(占據尼龍市場的90％左右)在耐熱性、吸水性以及尺寸穩定性上還存在不足，因此，開發新型耐高溫低吸水尼龍迫在眉睫，探究適用于工業化大量生產的制備方法因此具有重大意義。

由二胺和草酸酯聚合而成尼龍稱為聚草酰胺，最新研究表明，聚草酰胺在滿足高熔點的同時，還具有吸水率低、抗溶劑侵蝕、耐酸堿和耐水解能力強、模量高等優點，具有明顯的實用意義。

較高分子量的聚草酰胺不能輕易采用從二胺的草酸鹽經過熔融縮聚的傳統的Carothers路線制取，因為原料草酸和低聚合物容易發生熱分解。同樣，當環狀的草酰胺作單體原料開環聚合時也會出現緩慢的熱分解。聚草酰胺的合成方法早期依賴于界面縮聚法，如參考文獻Chang H J，Vogl O.Regular copolyamides.J Polym Sci Polym Chem Ed(1977)中PA6，2/9，2的制備，界面縮聚具有條件溫和、在常溫下操作、時間短的優點，但生成聚合物黏度不高，不能滿足工業需求；之后提出了氨解聚合法，如參考文獻Patton D L，Farley J M.Copolyamide oxygen barrier.US 5223603中PA10，2的制備，但反應需要高溫操作、時間長，還要求將副產物正丁醇除掉。除此之外，如參考文獻Dickstein W，Vogl O.JMacromol Sci-Chem(1984)中所述，一些芳香族的聚草酰胺可以用溶液聚合的方法進行，但是一來所得產物分子量小，二來使用溶劑難于工業化生產。

發明內容

本發明所要解決的是聚草酰胺目前沒有適合工業化大量生產方法的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種聚草酰胺的霧化聚合方法，其特征在于，包括將草酸二酯和二元胺分別通過投料泵泵入到同一噴嘴或不同噴嘴中，在惰性氣流中進行霧化、混合和聚合，得到聚草酰胺。

優選地，所述的聚草酰胺的霧化聚合方法還包括：將所得的聚草酰胺進行熔融聚合或固相聚合。

更優選地，在將所得的聚草酰胺進行熔融聚合或固相聚合之前，先將聚草酰胺在氮氣保護下在室溫-200℃恒溫處理1-4h，隨后減壓至壓力小于100-200Pa。

更優選地，所述的熔融聚合的時間介于0.5-6h。

更優選地，所述的固相聚合的溫度介于Tm-50℃到Tm-10℃之間，Tm為聚草酰胺的熔點，固相聚合的時間為0.5h～20h，。

優選地，所述的草酸二酯為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二異丙酯、草酸二正丁酯、草酸二異丁酯、草酸二叔丁酯和草酸二苯酯中的一種或多種。

優選地，所述的二元胺為C4-C12的烷基二元胺中的至少一種。

優選地，所述的惰性氣流為氮氣流且其線速度介于5-200m/s之間。