[發(fā)明專利]一種半芳香族聚酰胺的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910023962.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN109851780B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒光繼;王萍麗;馮梧桐;艾天浩;任中來;季君暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C08G69/26
• 分類號(hào): C08G69/26;C08G69/28
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發(fā)明公開了一種半芳香族聚酰胺的制備方法，包括如下步驟：1)將原料置于反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行成鹽反應(yīng)；所述原料包括二元酸、脂肪族二元胺、催化劑、去離子水、抗氧劑和封端劑；2)將步驟1)制得的產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，得到半芳香族聚酰胺預(yù)聚物；3)將步驟2)制得的半芳香族聚酰胺預(yù)聚物進(jìn)行固相聚合反應(yīng)，得到半芳香族聚酰胺。本發(fā)明提供的制備方法反應(yīng)步驟簡單，預(yù)聚合和固相聚合反應(yīng)可在同一反應(yīng)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，可以連續(xù)化生產(chǎn)；本發(fā)明通過固相聚合法來提高聚合物分子量得到半芳香族聚酰胺，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品的質(zhì)量較易通過固相聚合條件控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種半芳香族聚酰胺的制備方法。

背景技術(shù)

半芳香族聚酰胺是由芳香族二酸或二胺與脂肪族二胺或二酸經(jīng)縮聚制得。由于在分子鏈中引入了芳香環(huán)，與常見的脂肪族聚酰胺相比，半芳香族聚酰胺的力學(xué)性能和耐熱性有了顯著提高，具有290～320攝氏度的高熔點(diǎn)，是一種介于通用工程塑料和耐高溫聚醚醚酮之間的特種工程塑料。此外，半芳香族聚酰胺還具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、耐摩擦性、耐腐蝕性和耐老化性。近年來，隨著汽車工業(yè)、航空航天、電子電氣、軍工等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，半芳香族聚酰胺的市場需求不斷增長。

工業(yè)上通常以水為介質(zhì)，采用高溫高壓聚合的方法制備半芳香族聚酰胺。由于半芳香族聚酰胺具有較高的熔點(diǎn)，產(chǎn)物在出料的過程中，若熔融出料，必須將產(chǎn)物加熱至其熔點(diǎn)以上，從而使產(chǎn)物在出料時(shí)溫度太高，氧化和分解現(xiàn)象嚴(yán)重，使產(chǎn)物顏色發(fā)黃甚至變黑，影響了產(chǎn)品的性能和正常使用。此外，熔融出料也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物粘釜現(xiàn)象嚴(yán)重，降低產(chǎn)物的收率。

專利CN101759853B以水為反應(yīng)介質(zhì)，采用氮?dú)饧訅悍ㄖ苽浒敕枷阕寰埘０罚戎频锰匦责ざ葹?.06～0.3dL/g范圍內(nèi)的預(yù)聚物，出料后采用固相增粘或熔融增粘得到最終產(chǎn)品。該方法得到得的預(yù)聚物需經(jīng)過出料、粉碎、烘干等處理才能進(jìn)行下一步，過程復(fù)雜。

專利US5516882和US962628采用高溫熔融聚合來制備半芳香聚酰胺。由于反應(yīng)溫度在聚合物熔點(diǎn)之上，反應(yīng)能耗高，且反應(yīng)過程中易發(fā)生副反應(yīng)，致使產(chǎn)品性能穩(wěn)定性差。另外，一些熔點(diǎn)超過其分解溫度的半芳香聚酰胺(如PA6T)無法熔融出料，這限制了高溫熔融聚合法的應(yīng)用。

專利CN101768266B先制備半芳香尼龍鹽，然后以甲醇、乙醇或丙酮為溶劑，采用溶劑熱法制備半芳香尼龍粉末的方法來解決出料難的問題。但該方法采用有機(jī)溶劑進(jìn)行反應(yīng)，成本高，不利于環(huán)保。

專利CN103102486利用了初步聚合產(chǎn)物粘度較低且釜內(nèi)壓力高容易實(shí)現(xiàn)壓力噴霧制得干燥的尼龍聚合物粉體，再通過熔融縮聚對(duì)低聚合度尼龍進(jìn)一步縮聚來制得最終產(chǎn)品。但在聚合物霧化噴出之前，釜內(nèi)一直存在著由水提供的1.5MPa以上的蒸汽壓，因此預(yù)聚物的特性粘度必然很低，這增大了后期進(jìn)一步增粘的難度。

專利US6355769采用低溫溶液縮聚法制備聚酰胺，但該方法需使用大量有機(jī)溶劑，成本高，對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求高，且不能連續(xù)化操作，因此低溫溶液縮聚法并不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

目前，國內(nèi)半芳香族聚酰胺的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外企業(yè)。為了推進(jìn)半芳香族聚酰胺工業(yè)化的進(jìn)展，發(fā)展半芳香族聚酰胺的制備方法意義重大。

因此，本發(fā)明提供了一種簡單、低成本、可連續(xù)化生產(chǎn)、產(chǎn)品分子量高且易控制的半芳香族聚酰胺的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種半芳香族聚酰胺的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種半芳香族聚酰胺的制備方法，包括如下步驟：

1)將原料置于反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行成鹽反應(yīng)；所述原料包括二元酸、脂肪族二元胺、催化劑、去離子水、抗氧劑和封端劑；

2)將步驟1)制得的產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，得到半芳香族聚酰胺預(yù)聚物；