[发明专利]低粘度聚酰胺

说明书

技术领域

本发明一般地涉及聚酰胺的领域。尤其是，本发明涉及低粘度、未封端的聚酰胺。

背景技术

稳定的低分子量和低粘度的聚酰胺例如尼龙6被用于工程塑料和纺织品用途。在工程塑料领域，聚酰胺可以用于需要高填充或填料(玻璃纤维或矿物)的应用，该填料典型地通过高剪切混合在熔融相中而被加入，接着在注射模塑步骤之前以固体形态造粒。这些应用中的一些，例如注射模塑，需要聚酰胺基础树脂拥有高流动特性，以帮助生产大表面积的薄壁部件，或者有利于玻璃或矿物填料的高填充量。

低分子量、低熔融粘度的聚酰胺通常用己内酰胺和作为水解引发剂的小比例的水进行生产。商业生产的聚酰胺典型的包含单官能末端，其用于降低聚合动力学，并获得目标分子量或目标熔体或溶液粘度。通过使用少量的单或双官能的酸或胺以减小所得聚酰胺的羧酸和胺末端基的浓度来获得封端化学，这在现有技术中被认为是聚酰胺的活性羧酸和胺末端基的部分封端。在一个实施方式中，生产聚酰胺的封端化学包括使用酸，例如乙酸，以减少胺末端基并封端该聚合物。这种官能末端基浓度的减小被认为通过减小活性物质的浓度和反应速率来提高熔体稳定性。在一个实例中，当聚酰胺被封端时，酰胺基水解的速率降低。在另一个实例中，聚酰胺的单官能封端被用于降低聚合的动力学速率来获得期望的甲酸粘度(FAV)。这导致聚酰胺具有高熔体稳定性和熔体流动特性。

发明内容

在一个方面，本发明是具有在约20和约40FAV之间的粘度和在约9000和约16000克每摩尔之间的平均分子量的聚酰胺。该聚酰胺也包括为约5meq/kg或更低的羧酸末端基和胺末端基之间的浓度差。

另一方面，本发明是低粘度和低数均分子量的聚酰胺的配制剂，其包括聚酰胺和添加剂。该聚酰胺具有在约20和约40FAV之间的粘度，在约9000和约16000克每摩尔之间的平均分子量，以及为约5meq/kg或更低的羧酸末端基和胺末端基的浓度差。

附图说明

图1是真空干燥的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

图2是水分调节的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

图3是商购获得的封端的、低粘度的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

图4是封端的、低粘度的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

图5是未封端的、中等粘度的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

图6是未封端的、低粘度的尼龙6粒料的毛细管流变的图示。

详细说明

本发明的组合物是稳定的、未封端的具有低粘度和低数均分子量的聚酰胺。令人惊奇地发现低粘度、未封端的聚酰胺显示出与低或中等粘度的、封端的聚酰胺相似的熔体稳定性和熔体流动特性。具有高的熔体流动和熔体稳定性的未封端的聚酰胺简化了工业加工，并减少了生产基础聚酰胺所需材料的数目。在一个实施方式中，聚酰胺是低粘度、未封端的尼龙6。

如前所述，聚酰胺的封端导致了官能羧酸和胺末端基浓度的减小。当羧酸末端基的浓度和胺末端基的浓度的实际差值等于约5meq/kg或更低时，聚酰胺被认为是未封端的。这些浓度可以用滴定法测定，并且通过比色测量或电位测量来测定浓度。当用比色法测量浓度时，所测得的浓度差值可能比实际差值更高。当胺末端基浓度或羧酸末端基浓度用于准确计算聚酰胺的数均分子量时，聚酰胺也被认为是未封端的。

测量低粘度、未封端的聚酰胺粘度的一种方法是甲酸粘度(FAV)法。测定FAV在ASTM D789-07中被标准化。低粘度、未封端聚酰胺的粘度依赖于许多因素，包括剩余可萃取物含量。而剩余可萃取物含量依赖于浸提度。在浸提前，低粘度、未封端的聚酰胺在FAV在约20和约33之间，尤其在约24和约28之间时被定义为具有“低粘度”。未浸提过的、低粘度、未封端的聚酰胺典型地具有最高到约12％的可萃取物。浸提过的低粘度、未封端的聚酰胺在FAV在约30和约40之间，尤其在约32和约39之间时被定义为具有“低粘度”。浸提过的低粘度、未封端的聚酰胺典型地具有小于约2％的可萃取物和尤其是小于约1.5％的可萃取物。

聚酰胺的粘度也与聚酰胺的数均分子量相关。通常，当聚酰胺的数均分子量降低时，聚酰胺的粘度也降低。在一个实施方式中，本发明的低粘度、未封端的聚酰胺的聚合物组分的数均分子量在约9000和约16000克每摩尔(g/mol)之间。“聚合物组分”的分子量仅指聚酰胺组合物的聚合组分而非残留单体、低聚物或其他残留组分。尤其，本发明的低粘度、未封端的聚酰胺的聚合物组分的数均分子量在约13000和约15000g/mol之间。