[發明專利]基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的制備方法

有效

• 申請號: 202210581086.6
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114805791B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 潘凱;周陽;鄧建平;趙彪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G69/26
• 分類號: C08G69/26;C08G69/28
• 代理公司: 北京萬勝達專利代理事務所(普通合伙) 16190
• 代理人: 羅偉偉

本發明公開了一種基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的制備方法。包括如下步驟：(1)將戊二胺、長碳鏈二元酸和水置于50～70℃下反應，得到聚酰胺鹽溶液；(2)將包括所述聚酰胺鹽溶液、催化劑、抗氧劑和分子量調節劑的原料在程序升溫的條件下進行聚合反應，得到基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺。本發明可以獲得力學性能良好、透明度高、易于加工的基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺。

技術領域

本發明涉及一種基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的制備方法。

背景技術

聚酰胺俗稱尼龍，因其具有優良的力學強度、韌性、耐腐蝕性、耐磨性以及輕量化等特點，被廣泛應用于服裝紡織、電子電器、汽車、機械、航天等領域，名列五大工程塑料之首。傳統的聚酰胺產品在吸水問題上飽受詬病，例如PA6、PA66，因其分子結構中的酰胺基具有強極性，能夠與水分子結合形成氫鍵，導致聚酰胺材料的吸水率普遍較高，在潮濕的環境下，聚酰胺材料的強度、阻隔性、絕緣性能均會降低。

長碳鏈聚酰胺(所用聚合單體二酸為長碳鏈，一般碳的個數大于等于10)是一種吸水率低，而且具備較高的尺寸穩定性、耐高溫、耐腐蝕、韌性好、易于加工等優點的聚酰胺材料。目前，長碳鏈聚酰胺610早已實現了大規模生產，在我國的應用領域十分廣泛。但近年來隨著其生產原料己二胺的大幅漲價，聚酰胺610的價格居高不下，并且聚酰胺610的主要議價權長期掌握在國外巨頭手中。而目前國內的戊二胺可以由可再生植物原料制成，獲得生物基戊二胺，且可以實現規?；a。因此，為了發展國民經濟，打破國外壟斷，亟需研發一種生產成本低、性能良好的基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺材料。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的制備方法。該方法所得的長碳鏈聚酰胺材料力學性能良好、透明度高、易于加工。

本發明提供一種基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的制備方法，包括如下步驟：

(1)將戊二胺、長碳鏈二元酸和水置于50～70℃下反應，得到聚酰胺鹽溶液；

(2)將包括所述聚酰胺鹽溶液、催化劑、抗氧劑和分子量調節劑的原料在程序升溫的條件下進行聚合反應，得到基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺；

其中，所述長碳鏈二元酸選自癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的一種或多種；

程序升溫的條件如下：

1)從50～70℃升溫至170～190℃，然后在170～190℃下恒溫反應30～90min，進行預聚合；

2)從170～190℃升溫至200～230℃，然后在200～230℃及1.6～2.0MPa下反應1～3h；

3)經40～80min升溫和排氣，將溫度從200～230℃升至235～280℃，排氣至壓力降為0.3Mpa以下；

4)保持溫度在235～280℃，抽真空至負壓，繼續反應15～60min，得到基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺。

本發明通過低溫預聚合，以及嚴格控制升溫速度和排氣速度來調節聚合反應進程，以改善傳統的高溫高壓聚合工藝制成的基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺的顏色發黃、機械性能較差的問題。

目前，戊二胺已經實現國產化，其制備成本較低、綜合性能優異。本發明以戊二胺為主要原料制備基于戊二胺的長碳鏈聚酰胺，不僅可以降低生產成本，而且制成的長碳鏈聚酰胺綜合性能良好。

根據本發明的一些實施方式，將戊二胺和長碳鏈二元酸溶解于水中，在50～70℃下進行反應，得到聚酰胺鹽溶液。

本發明中，戊二胺可以采用微生物發酵法制備，例如，將賴氨酸在脫羧酶的催化下脫去羧基得到戊二胺。長碳鏈二元酸可以選自癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的一種或多種；優選為癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸。水可以為去離子水、蒸餾水、純凈水；優選為去離子水。