[发明专利]基于四亚甲基对苯二酰胺和六亚甲基对苯二酰胺的共聚酰胺

说明书

本发明涉及一种半芳香族聚酰胺，它含有四亚甲基对苯二酰胺单元。本发明还涉及一种制备至少含有四亚甲基对苯二酰胺单元的聚酰胺的方法以及含有所述聚酰胺的组合物和产品。

在本申请中，“半芳香族聚酰胺”应该理解为聚酰胺均聚物或共聚物，它含有来源于芳香族二羧酸、芳香族二胺或芳香族氨基羧酸的芳香族或半芳香族单元，所述单元的含量至少为50摩尔％。

聚四亚甲基对苯二酰胺(或聚酰胺4T，也称为尼龙4T，下文缩写为PA 4T)从例如R.J.Gaymans等人，J.Polym.Sci.，Polym.Chem.Ed.，22，1373(1984)中可以获知。PA 4T是一种半芳香族、半晶体聚酰胺，其熔点高于约430℃。

半晶体(共)聚酰胺特别用于暴露于高温一段时间的模压部件，并且这些部件由此应该表现出高的尺寸稳定性和高的机械性能保持性。例如由于在汽车和电子工业中日益严格的要求，对于耐高温，优选的是耐高于约290℃的高温，更优选的是耐高于300℃的高温的材料存在持续的需求。适合于这些用途的聚合物需要具有明显高于约290℃的熔点，并且具有熔融稳定性和结晶行为，使得可以通过已知方法进行熔融加工，以形成具有高结晶性和良好机械性能的模压部件。

在本申请中，“高结晶性”应该理解为是指最小熔融焓值为50J/g(由差式扫描量热法(DSC)以20℃/分钟的加热速度获得的第二个加热曲线所获得的)。关于例如由熔体快速加工成模压部件和关于刚度和尺寸稳定性等性能方面，尤其是在高达略低于熔点的温度下，高结晶性有一些优点。

半芳香族聚酰胺4T的一个缺点是它不能表现出上述性能的组合。聚酰胺4T的熔点高于其分解温度，所以，PA 4T不是可熔融加工的聚合物，所以不适合于通过例如注塑成型生产模压部件。

本发明的目的是提供一种基于PA 4T的可熔融加工的半芳香族聚酰胺，它不表现出上述缺点，或者在较小程度上表现出上述缺点。

该目的用半芳香族共聚酰胺实现，除了四亚甲基对苯二酰胺单元以外，它还含有六亚甲基对苯二酰胺单元。

本质上已知半晶体、半芳香族聚酰胺的熔化温度可以通过使其转变成共聚物来改变；例如见Kunststoff Handbuch 3/4，Becker/Braun(编)，Hanser Verlag(Munchen)，1998，ISBN 3-446-16486-3的聚酰胺(Polyamide)中的第6章。该教科书说明了通常选择具有较低熔点的不同聚合物的单体单元来降低半结晶聚合物的熔点，并且熔点降低通常伴随着结晶性的大部分丧失，甚至全部丧失，特别是在更高共聚单体含量时(30-70摩尔％)，除非使用类质同晶单体作为共聚单体。

最意外的是，已经发现根据本发明的共聚酰胺尽管具有较高的非类质同晶共聚单体含量，仍然表现出高结晶性。同样意外的是根据本发明的共聚酰胺是可熔融加工的，而PA 4T和PA 6T都不是可熔融加工的，因为这两种聚酰胺的熔点分别高于约430℃和约370℃，高于它们的分解温度。另一个优点是共聚酰胺的高热稳定性。另一个优点是根据本发明的共聚酰胺的低吸水率。根据本发明的聚酰胺的单体是可以以低成本在工业规模上从商业渠道获得的。

根据本发明的共聚酰胺优选的是含有约30-75摩尔％的六亚甲基对苯二酰胺单元。这样的优点是它可以良好地进行熔体加工，而不会使机械强度在高温下降低太多。在六亚甲基对苯二酰胺的浓度低于或高于上述值的共聚酰胺的情况下，其熔点会分别过于靠近PA 4T或PA 6T的熔点。

根据本发明的共聚酰胺任选地还含有来源于至少一种除对苯二羧酸以外的二羧酸和/或来源于至少一种除四亚甲基二胺或六亚甲基二胺以外的二胺和/或来源于至少一种氨基羧酸和环酰胺的单元。同时任选地还可以加入具有高级官能团的单体。优选的是，该共聚酰胺含有约0.01-20摩尔％的上述单元。使用这种附加单元的一个优点是甚至可以进一步降低熔点，从而获得在熔融加工性能与结晶性和机械性能的保持之间的最佳权衡。所获得的另一个优点是可以选择较温和的条件制备共聚酰胺。使用具有高级官能团单体例如酸或胺，另一个优点是可以更容易地获得更高粘度的聚合物。为了防止大量交联，这些单体的含量优选的是0.01-3摩尔％。本领域技术人员在实验基础上可以容易地确定附加单元的性质和量。

合适的二羧酸例如是具有6-18个碳原子的芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸。优选地，二羧酸是芳香族二羧酸，例如，间苯二甲酸或萘二羧酸。其优点是共聚酰胺的良好热稳定性。更优选地，选择间苯二甲酸作为二羧酸。其另一个优点是相当明显地降低熔点，同时保持机械性能。