[發明專利]間苯二甲胺型高溫尼龍及其制備方法

在審

• 申請號: 202110371980.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112851933A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 鄭天成;郭孝樂;段小超;于豪;趙麗恒;許喬;羅致遠
• 申請（專利權）人: 上海中化科技有限公司
• 主分類號: C08G69/26
• 分類號: C08G69/26;C08G69/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 辛元石;韋東

本發明提供一種全新的間苯二甲胺型尼龍材料及其制備方法。本發明分別使用一種或多種二元酸與二元胺進行聚合，然后通過共聚的形式制備聚合物。本發明制備得到的間苯二甲胺型尼龍的熔點提升至260℃以上，能夠滿足其高溫使用的要求。本發明的方法具有方便、成本低、效率高等特點，易于工業化。

技術領域

本發明屬于尼龍制備領域，具體涉及間苯二甲胺型高溫尼龍及其制備方法。

背景技術

眾所周知，尼龍作為世界上第一款商品化工程塑料，憑借其優異的性能，被廣泛應用于服裝、汽車、包裝等諸多領域。間苯二甲胺型尼龍(MX)，作為半芳香族尼龍的重要品種，自上世紀八十年代問世以來，憑借其出色的剛性、優異的加工性，以及良好的阻隔性能，受到人們的熱捧。在此類材料中，最著名的品種即為聚己二酰間苯二甲胺(MXD6)，其熔點約為237℃，且兼具諸多優點，故應用廣泛。

隨著社會需求的提升，人們對聚合物材料的耐高溫性能提出了更高的要求。例如，在汽車零部件的制作中，通常需要尼龍等零部件的熔點高于260℃，在較為苛刻的情況下，如發動機附近的塑料零部件，其耐溫要求更高。而現有MX材料的熔點通常在210～240℃之間，低于高溫使用要求，因此MX材料熔點低、耐熱性不足的問題，極大的限制了其在更廣闊領域的應用。例如MX材料中最常見的MXD6，其由己二酸和間苯二甲胺通過聚合反應合成得到。MXD6的熔點一般在237℃左右，主要應用于膜材料、包裝材料和汽車制造等領域，但有些應用場景需要其具有更高的耐熱性能，此時常規的MXD6略顯不足。當其在一些高溫場景下，使用壽命較短，這限制了其更為廣泛的應用。

針對這一問題，相關的研究較少。在僅存的研究中，大多采用對苯二甲胺與間苯二甲胺構成混合二元胺，之后與二元酸共聚，以形成共聚MX樹脂。

專利文獻CN102648232A公開了一種采用熔融聚合的方法制備的共聚聚酰胺樹脂，其二胺成分由摩爾數70％以上的至少兩種及以上苯二甲胺組成，所述苯二甲胺包含摩爾數20％以上的對苯二甲胺，其二羧酸成分包含摩爾數70％以上的碳原子數6～18的直鏈脂肪族二羧酸。該方法所合成的系列共聚尼龍樹脂中，熔點最高達到了278℃。

專利文獻CN104769010A公開了在壓力0.3MPa下，向熔融狀態的己二酸中滴加間苯二甲胺和對苯二甲胺混合物，通過控制間苯二甲胺和對苯二甲胺的比例，以及反應混合物的摩爾比(二胺成分/二羧酸成分)達到0.8時的溫度控制在255℃以下，最終制備系列分子量16000的尼龍，其熔點最高達到269℃。

上述方法雖能在一定程度上提高材料熔點，但其采用單體熔融聚合的方法，該方法對原料純度要求極高，且受設備限制無法實現完全連續化。同時，該種方法的產物較不均勻，含有更高熔點雜質，且無法輕易去除。此外，該方法通過在合成過程中向熔融己二酸中滴加間苯二甲胺的方式進行酰胺化，反應的初期和后期物料的反應速率和均勻程度存在很大差距，制備的產品的均勻性差。且對苯二甲胺極貴，使得共聚材料原料成本大幅提高。

因此，本領域需要一種對原料純度、生產設備要求低，能夠實現完全連續化生產，產品均勻性好，成本低的間苯二甲胺型高溫尼龍及其制備方法。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種全新的間苯二甲胺型尼龍材料及其制備方法。本發明分別使用一種或多種二元酸與二元胺進行聚合，然后通過共聚的形式制備聚合物。本發明制備得到的間苯二甲胺型尼龍的熔點提升至260℃以上，能夠滿足其高溫使用的要求。本發明的方法具有方便、成本低、效率高等特點，易于工業化。

具體而言，本發明提供一種間苯二甲胺型尼龍，所述間苯二甲胺型尼龍由二元酸和二元胺聚合而成，所述二元胺包括芳香族二元胺，所述芳香族二元胺包括間苯二甲胺，且間苯二甲胺占二元胺的質量分數≥60％，所述二元酸包括芳香族二元酸和脂肪族二元酸，所述芳香族二元酸包括對苯二甲酸，且對苯二甲酸占二元酸的質量分數≥40％。