[发明专利]一种制备高温尼龙的方法有效

专利信息
申请号: 200610147385.X 申请日: 2006-12-15
公开(公告)号: CN101200542A 公开(公告)日: 2008-06-18
发明(设计)人: 张西奎;张怀中;杨桂生 申请(专利权)人: 上海杰事杰新材料股份有限公司
主分类号: C08G69/28 分类号: C08G69/28
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 代理人: 徐迅
地址: 201109上海*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 制备 高温 尼龙 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的制备方法,具体地涉及一种制备高温尼龙的方法。

背景技术

由于具有优异的性能和熔融模压加工性,以尼龙6、尼龙66和尼龙1212为代表的结晶型聚酰胺已经在衣服纤维和工业材料中广泛应用,并且可以用作通用工程塑料而被广泛地用于汽车、电子电气等领域。但是由于所述的通用聚酰胺存在耐热性不够,吸水导致尺寸不稳定等劣势。特别是近几年来,用作电子电气元件、汽车部件等领域的聚酰胺要求具有高的性能。例如,随着电子电气元件领域的表面安装技术(SMT)的发展,聚酰胺需要具有高耐热性,例如回流焊接耐热性;在汽车部件包括引擎室部件领域,所用的聚酰胺需要具有比传统聚酰胺更高的耐热性等。然而,像尼龙6、尼龙66和尼龙1212这样常规的聚酰胺材料已经很难满足电子电气及汽车上的要求。因此,迫切需要提高聚酰胺的尺寸稳定性,耐温性及力学性能。

为了满足这一要求,日本专利JP 02251352,JP 034317,JP 03161507,JP 859825,JP 8198963等专利中,揭示了由对苯二甲酸和间苯二甲酸或己二酸组成的二羧酸组分和主要由1,6-己烷二胺等组成二胺组分生产半芳族聚酰胺的方法。其中的不足之处在于其制备过程需要保持在高温环境下很长时间,这样二胺成分在高温聚合过程中极易挥发,并且聚合时间长,容易引起热降解及凝胶化等副反应,严重影响了半芳族聚酰胺的质量。还有一个不足在于聚合成的半芳族聚酰胺的粘度比较大,不易排料,致使聚酰胺的收率低。

美国专利US 4722997,US 4131712,US 4433146,US 4438257等揭示了1,4-丁烷二胺和己二酸生产聚酰胺的方法都已经公开,其中一些已经工业化。但是其同样具有不足之处。例如,US 4131712方法中将二元胺的原料直接加到反应性聚合混合物中,其中所遇到的一个困难就是,在反应温度下,最后一步二元胺会显著地挥发,因此就需要有一些手段防止二元胺的逃逸并使其留在反应混合物中,以避免产率损失并保持化学当量的平衡。

为了生产聚酰胺,在加压反应器中将处于溶化状态下的二羧酸和二胺组分直接聚合的间歇方法,迄今是广泛使用的。然而,在该方法中所生产的聚酰胺必须在后一反应阶段中长时间保持不低于熔点的高温下以便获得高分子量的聚酰胺,但由于聚酰胺的熔点接近它们的分解温度,结果聚酰胺常常发生热降解,损坏其质量。所以在现有技术下,很难在聚酰胺不发生热解的情况下提高聚酰胺的分子量。

通过熔融聚合制备高分子量的聚酰胺,需要在熔融态下的聚合很长时间。由于反应时间延长使热历程增加,有可能导致聚酰胺降解。另外,需要特别的聚合设备,这是因为通常使用的搅拌设备不能得到使聚合釜中熔融态聚酰胺保持均匀的足够的动力,致使合成的尼龙树脂分子量分布不均匀。而且,与转移低粘度聚酰胺相比,将熔融的中/高粘度聚酰胺从聚合釜中转移出来的操作困难得多,附着于聚合釜内壁的残余聚酰胺的量也较大。

综上所述,本领域缺乏一种尺寸稳定性,机械性能及耐高温性提高的高温尼龙及其制备方法,该制备方法可以缩小高温尼龙的分子量分布、同时阻止了酰胺交换、热降解及凝胶化等副反应的发生。

发明内容

本发明的目的在于获得一种高温尼龙的制备方法,其可以缩小高温尼龙的分子量分布、同时阻止了酰胺交换、热降解及凝胶化等副反应的发生。

本发明的另一目的在于获得一种尺寸稳定性,机械性能及耐高温性提高的高温尼龙。

本发明的另一目的在于获得一种本发明的高温尼龙的用途。

在本发明的第一方面,提供了一种制备高温尼龙的方法,包括以下步骤:(a)二羧酸酸和二胺在80~110℃下制得6T盐或6I盐,所得6T盐或6I盐的碳原子数n=4~16;(b)步骤(a)得到的6T或6I盐与66盐或己内酰胺缩聚制得初级缩合物,所述初级缩合物在30℃、浓硫酸中特性粘数为0.09~0.25dl/g;(c)步骤(b)得到的初级缩合物在不高于250℃的温度下固相缩聚制得高温尼龙。

优选地是,所述二胺选自4~16个碳的脂族二胺。

在本发明的一个优选实施方式中,步骤(a)中包括以下步骤:(i)提供芳香族二元酸在其重量2~5倍的水中的分散体,(ii)提供二元胺在其重量1~3倍的水中的分散体,(iii)将步骤(i)和步骤(ii)得到的分散体按照等摩尔比反应,得到6T盐或6I盐的溶液;(iv)将步骤(iii)得到的6T盐或6I盐的溶液进行结晶,得到所述6T盐或6I盐。

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