[发明专利]一种低吸水率生物尼龙材料PA610T及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料尼龙合成领域，涉及一种低吸水率生物PA610T尼龙材料及其制备方法。

技术背景

尼龙（聚酰胺）是当前国内外应用最广泛的一种热塑性工程塑料，它具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，被广泛应用于汽车零配件、电子电器、机械等行业，六十年来，在工程塑料的激烈竞争中稳步增长，其需求量迄今一直居于五大工程塑料的首位。

聚酰胺大分子链中含有极性的-NH-CO-键，容易与水分子形成氢键，这就导致PA吸水率较大，制品的尺寸稳定性较差，同时也显著影响材料的力学性能，从而大大限制了它的应用范围和领域。

经对现有技术的文献检索发现，通过纤维增强、矿物填充、不同材料共混是获得低吸湿性尼龙最有效的方法，欧洲专利07002642.2中，发明人通过在PA填充短切纤维，可将尼龙吸水率降低到1%以下，但纤维添加量在30%-50%，在改善吸水性的同时大大降低了材料的韧性，同时制品表面粗糙，光泽度较差，限制了使用范围；中国专利CN101314674A、CN101787204A、CN102675871A通过矿物填充、不同材料共混等方法公布了低吸水性尼龙复合材料的制备方法，虽然很大程度上降低了尼龙的吸水率，但其是通过后加工改性等物理方法实现的，没有从实质上降低尼龙本身的吸水率，得到仅是一种低吸水率的复合材料而已。另外，通过上述三种方法也存在材料多相共存相容性难以处理的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有通过加工改性降低尼龙吸水性而后续共混加工多相共存相容性难以解决的缺陷，提供一种本身吸水率较低生物尼龙的合成制备方法。通过该方法合成制备的尼龙材料，力学性能优异，生产成本较低，合成工艺简单，适合工业化生产；制备的低吸水率尼龙吸水率基本小于2%，远小于常见一般尼龙的吸水率。同时由于该尼龙合成的主要原料癸二酸是通过蓖麻油碱解法而制得的，蓖麻油存在于生物蓖麻的种子里，因此称之为生物尼龙材料。

为了解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种低吸水率生物尼龙材料，由包含以下重量份的组分制成：

芳香族二元酸     28-30份，

癸二酸           32-34份，

己二胺           38-38.5份，

成核剂           0.1-0.3份，

催化剂           0.0003-0.0005份，

去离子水         30-50份。

所述的低吸水率生物尼龙材料其吸水率的取值范围为1.6%-2%。

所述的芳香族二元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、4,4'-联苯二甲酸或萘二甲酸，优选对苯二甲酸。

所述成核剂为硫酸钡、滑石粉、碳酸钙或二氧化硅，优选硫酸钡。

所述的催化剂为亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、磷酸钾、磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、次亚磷酸钾、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌，优选次亚磷酸钠。

一种上述低吸水率生物尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照上述配比称取以下重量份的各组分原料：聚合单体芳香族二元酸28-30份，癸二酸32-34份，己二胺38-38.5份，成核剂0.1-0.3份，催化剂0.0003-0.0005份，混合均匀，然后将其加入到装有搅拌装置的高压聚合反应釜中，称取30-50份含量的去离子水于反应釜中，用惰性气体置换预留在反应釜内的空气三次，并且预留0.02-0.05MPa惰性气体作为保护气；

（2）通过循环导热油对反应釜进行加热升温，温度升至120-300℃，压力升至1.5-3.0MPa，其中当反应釜温度为90-130℃时对釜内进行保温，保温时间为1.0-2.0小时，压力为2.25-3.0MPa时，通过释放体系反应产生的水蒸气实现对反应釜进行保压，恒压时间为0.5-1.5小时，之后对反应釜进行卸压，等到反应釜内的压力卸至常压时，在卸压过程中继续加热升温，但控制温度不超过300℃。出料冷却切粒，得到具有低吸水率生物尼龙料。

步骤（1）中所述的惰性气体为氮气、二氧化碳、氩气或氦气中的一种，优选氮气。

步骤（2）中所述的升温速率为10-15℃/min。

所述的步骤（2）中升压时间为25-45分钟；升压时间是指保温结束升温直至保压阶段的阶段。

本发明同现有技术相比，具有以下优点：