[发明专利]一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的配方及制备方法，具体的说是一种以己内酰胺、二元酸和二元胺为原料在不加入开环剂的条件下共聚制备低熔点、高分解温度三元共聚酰胺材料的配方及制备方法。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙，具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性以及良好的加工性，是一种性能优良，用途广泛的高分子材料。工业生产中广泛用于服装、轴承、齿轮、凸轮、泵叶轮、蜗轮、各种滚子、风扇叶片、推进器、螺母、螺钉、垫片、高压密封圈、耐油密封垫片、衬垫、外壳、剪切机、电磁分配阀座、汽车和拖拉机上的各种输油管等。

生产普通聚酰胺6，反应需在高温及有引发剂（水或氨基己酸）存在下才能进行，反应前期需在高压条件下加水作开环剂，反应后期又需减压除水，同时聚合反应后期进行的缩聚反应也会释放水，大大增加了系统的除水负荷，易导致反应过程中除水困难；反应得到的产物中低分子可萃取物含量较高，一般都＞9%，因此在加工成制品前需先萃取除掉低分子可萃取物，再干燥处理，并且需要回收低分子可萃取物中的己内酰胺单体，工艺流程复杂，设备投资和生产成本增加。

普通聚酰胺6的熔点在215℃~225℃，加工温度较高，很难实现与PVC等加工温度较低的聚合物的共混改性。溶液法一般采用添加锂、锌等金属离子，使其破坏高分子体系的氢键结构而降低聚酰胺6的熔点，由于其生产成本高、工艺复杂，因此很难实现产业化。生产中一般采用以普通聚酰胺6与氯化钙、蒙脱土等助剂进行络合改性，方法简单，易操作，但制备过程中，对添加剂的加入量控制需要比较精确，前处理比较麻烦。

专利CN201010204148.9公开了一种复合低熔点聚酰胺6的配方，通过将聚酰胺6与有机蒙脱土、无水氯化钙共混造粒，使有机蒙脱土充分分散，提高低熔点聚酰胺6力学性能。

但是该方法需要精确控制有机蒙脱土、无水氯化钙的加料比、挤出温度，并且原料要经过严格的干燥处理。

本发明采用三元共聚法，反应为二步聚合法，反应时间短，反应转化率高，工艺简单，生产成本低。

发明内容

本发明涉及一种高分子材料的制备方法，具体的说是一种以己内酰胺、二元酸和二元胺为原料，在不加入开环剂的条件下采用聚合法制备低熔点、高分解温度三元共聚酰胺材料的方法。

本发明提供了一种不添加开环剂，利用己内酰胺水解开环生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法。

一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法，其特征是：在反应容器中加入100份己内酰胺、1~50份二酸、1~50份二胺，通入氮气0.5 小时，然后加热至220~260 ℃，150~500 r/min的搅拌速度，0~8 bar(g)压力下反应6~10 h，制备平均分子量为10000~30000的己内酰胺与二酸、二胺的三元共聚物；其中，所用各原料的投入量均按质量份数计算。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法，其中，所述的二酸是C2-C10的二元酸，二胺是C2-C10的二元胺；分子量范围90-2000。

如上所述的一种不使用开环剂生产低熔点的三元共聚酰胺的配方及制备方法，其中，所述的C2-C10的二元酸是丙二酸、丁二酸、己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、壬二酸或癸二酸中的一种。

如上所述的一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法，其中，所述的C2-C10的二元胺是乙二胺、聚醚胺400、1,6-己二胺、聚醚胺1000或聚醚胺2000中的一种。

如上所述的一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法，其特征在于，所述的最终产品中，聚酰胺链段的含量占共聚物总质量的50%~98.7%，熔程为170℃~215℃，低分子可萃取物含量低于5%，最终聚酰胺三元共聚物具有如下结构：

R₁为C1—C12的直链或者支链基团或带苯环的基团；

R₂为C1—C12的直链或者支链基团或带苯环的基团。

本发明的有益效果是：

本发明的一种不使用开环剂生产低熔点、高分解温度三元共聚酰胺的配方及制备方法，工艺简单，反应时间短，反应转化率高，分子量较高，低分子可萃取物含量低于5%。