[发明专利]具有吸湿和抗静电性能的聚醚胺改性尼龙材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尼龙材料的制备方法，尤其是一种具有吸湿和抗静电性能的聚醚胺改性尼龙材料的制备方法。

背景技术

尼龙材料因其具有机械强度高、耐磨、耐热等优异的性能而在纺织、机械部件、汽车等方面取得广泛应用。随着对材料使用性能要求的不断提高，尼龙材料的改性研究成为了科学研究者致力的方向。鉴于传统尼龙材料应用于纺织纤维具有回潮率低、透气性差和易产生静电等缺陷，限制了它们在某些领域中的应用。因此，开发一类既能拥有传统尼龙材料的优点（如力学强度高和耐热性优异等），又能克服传统尼龙材料的缺点（比如提高抗静电性和吸湿透气性）的改性尼龙材料具有重要意义。

文献报道中常用的改善尼龙纤维材料抗静电、吸湿透气性的方法是在尼龙材料中引入聚醚链段，如Bondar等以聚氧乙烯（PEO）或者聚四氢呋喃（PTMO）与聚己内酰胺（PA6）或PA12的嵌段共聚物为透气膜，该膜对分离二氧化碳气体的选择性强，分离二氧化碳/氢气或者二氧化碳/氮气混合气体的选择性高，因此在除去管道中的二氧化碳或者分离天然气中的二氧化碳等方面具有重要的应用价值（Journal of Polymer Science:Part B:Polymer Physics，2000，38，2051-2062），但是对该膜材料的合成制备方法未加阐述。Wang等将聚四氢呋喃（PTMO）与聚己内酰胺（PA6）在催化剂作用下脱水缩聚，制备得到聚醚嵌段聚酰胺产品，具有永久抗静电性，与ABS材料融合后可将表面电阻率从10¹⁴Ω降至10¹⁰Ω（Journal ofApplied Polymer Science，2010，118，2448-2453），但是此反应繁琐且难以控制，需加入催化剂，温度高，时间长。Rwei等对尼龙6进行化学改性，采用分子量为2000的聚醚胺、己二酸和己内酰胺反应制备了不同PEO含量的尼龙6/PEO共聚物，纺丝成纤后回潮率4.29~4.97（温度20℃，湿度65%）（Journal ofApplied Polymer Science，2012，123，796-806），与尼龙6纤维回潮率相比要高些，一定程度上改善了织物的吸湿性及穿着舒适性。由综上文献报道可见，文献报道中多是针对尼龙6与其它的添加物共聚，在尼龙主链中引入亲水性PEO或者PPO链段来改善尼龙材料在吸湿透气、抗静电等方面的性能；而对于另一类非常常见的尼龙材料尼龙-66，文献中关于对它的吸湿性和抗静电能力等方面改进的研究的报道则很少。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有吸湿和抗静电性能的聚醚胺改性尼龙材料的制备方法，采用该方法制得一类力学强度高、耐热性优异、抗静电性强以及吸湿性优良的改性尼龙材料。

按照本发明提供的技术方案，所述具有吸湿性和抗静电性能的聚醚胺改性尼龙材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将二酸在40~50℃的恒温水浴条件下加入乙醇中，搅拌直至溶解，得到浓度为1.0~2.0mol/L的二酸的乙醇溶液；

（2）将5~10mol/L的聚醚胺乙醇溶液缓慢滴入二酸的乙醇溶液中，滴加速度为1~2滴/秒，温度为40~50℃，搅拌速度为200~300转/分钟，滴加结束后，继续搅拌1~1.5h，得到聚醚胺-二酸溶液，聚醚胺-二酸溶液中羧基（-COOH）:胺基（-NH₂）的摩尔比为0.95:1~1.05:1；将聚醚胺-二酸溶液进行旋转蒸发除去乙醇或者于0~20℃下降温结晶，最后于50~55℃、真空度-0.090~-0.1MPa的条件下干燥3~4小时，得到聚醚胺-二酸盐；

（3）将步骤（2）得到的聚醚胺-二酸盐与尼龙盐混合形成混合盐，聚醚胺-二酸盐占混合盐质量的5~60%；向混合盐中加入去离子水，得到质量百浓度为50~60%的混合盐水溶液；将混合盐水溶液置于高压反应釜中，用氮气置换釜中空气3~4次；升温至140~180℃并搅拌，搅拌速度为200~300转/分钟，压力为0.3~0.6MPa，反应1~3小时后继续升温至220~260℃并搅拌，搅拌速度为50~80转/分钟；抽真空减压排水，控制压力小于300mmHg，保持0.5~2小时，反应结束，出料、室温固化成型得到所述的聚醚胺改性尼龙材料。

在一个具体实施方式中，所述聚醚胺为链段中包含乙二醇和/或丙二醇结构单元，链端为两个胺基的化合物。