[发明专利]一种支链尼龙树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物制备领域，尤其涉及一种支链尼龙树脂的制备方法。

背景技术

聚酰胺纤维俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），密度1.15g/cm3;，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。尼龙，是聚酰胺纤维（锦纶）的一种说法，可制成长纤或短纤。

近年来，随着汽车、电子和机械等行业的设备部件向轻量化和小型化发展的趋势，开发高流动可快速成型的尼龙材料成为新品开发的热点。在申请号为201110233490.6的中国专利中描述了一种支链尼龙树脂的合成制备方法。该制备方法在尼龙分子中引入枝链结构，使得支链尼龙在力学性能基本保持不变的前提下，熔体流动性和冲击强度较线性尼龙有成倍的提高，有效解决了线性尼龙流动性不好的问题。此专利采用水作引发剂，聚合时间较长，反应温度高，聚合压力高，能耗大，从而使支链尼龙合成成本高，限制了支链尼龙的工业化生产和应用推广。

发明内容

本发明在于提供一种反应速度快、聚合温度低、生产周期短、物耗能耗低的支链尼龙树脂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支链尼龙树脂的制备方法，包括：

将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200-260℃下进行开环反应后得到支链尼龙。

优选的，所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、和氨基酸的一种或几种的混合物。

所述枝化改性剂为端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亚胺化合物和端氨基聚醚/聚乙烯亚胺混合化合物中的任意一种。

优选的，所述磷酸酯

通式为：R₃PO₄，

其中R为氢，碳原子个数为1-18的烷基或I式所式的苯基

R₁为氢或碳原子个数为1~10的烷基。

优选的，所述氨基酸具有式II所示结构

其中R₂为碳原子个数为6~12的烷基。

优选的，所述催化剂添加量为内酰胺单体摩尔含量的0.1~5%。

优选的，所述枝化剂添加量为内酰胺单体摩尔含量的1.0~5%。

优选的，反应温度为200-260℃，反应压力为常压，反应时间为8-10小时。

本发明提供了一种支链尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：a）将内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到第一混合物；所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、氨基酸中的任意一种；b）将所述第一混合物升温至200~260℃，内酰胺单体进行开环反应后得到第二混合物；c）将所述第二混合物进行缩合聚合反应，得到支链尼龙树脂。本发明通过采用新型复合催化剂，降低开环反应活化能、加快开环反应速率，能快速高效的制备出高流动性和韧性佳的支链尼龙树脂。与现有支链尼龙合成工艺技术相比，本发明的优点是聚合温度低，生产周期短，工艺成本低，生产效率高，物耗、能耗低，聚合压力小的特点。

具体实施方式

本发明提供一种催化法制备枝链尼龙6的方法，其关键在于采用磷酸酯类、氨基酸类或此两类中的混合物作为己内酸胺开环反应的催化剂。

本发明提供了一种支链尼龙的制备方法，包括以下步骤：

将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200-260℃下进行开环反应后得到支链尼龙。

具体为：

a）将内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物；所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯和氨基酸中的任意一种；

b）将所述混合物升温至200~260℃，内酰胺单体进行开环反应后得到己内酰胺低聚体；

c）将所述己内酰胺低聚体进行缩合聚合反应，得到支链尼龙树脂。

由于本发明制备的是支链尼龙，所以使用的单体和催化剂需要特殊的选择，尤其是催化剂，能够有效的降低聚合温度，缩短聚合时间，所以使用合适的催化剂是本发明的关键所在。按照本发明，所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、氨基酸中的任意一种；优选为磷酸酯、亚磷酸酯或磷酸的水溶液。其中所述磷酸酯所述磷酸酯通式为：R₃PO₄，R为氢、碳原子个数为1~18的烷基或式I所示的苯基：