[发明专利]一种半芳香共聚尼龙的制备方法

说明书

技术领域

本发明一种半芳香共聚尼龙的制备方法，属于耐高温、高强度、高稳定性尼龙的制备领域。

背景技术

半芳香尼龙具有优良的高温稳定性、杰出的韧性、极佳的流动性及高结晶性，因而半芳香尼龙越来越多的应用于微型电子元器件。发动机周边部件要求所用塑料具有耐高温、高强度、尺寸稳定、耐化学药品等性能，半芳香尼龙能够满足要求，是较为理想的材料。

半芳香尼龙由于其高熔点导致了较为困难的生产过程，目前半芳香共聚尼龙的合成采用两步法：预聚合和增粘聚合。半芳香尼龙预聚合可分为高温熔融出料和低温出料，由于其高熔点导致了较为困难的生产过程。高温熔融出料的优点是预聚物的本身的粘度较高，进行后聚合很容易增粘，提高生产效率。但其缺点也是显而易见的，首先，熔融出料，反应釜内温要达到半芳香尼龙的熔点以上20 oC，一般半芳香聚酰胺的熔点在300 oC左右，反应釜的内温要≥320 oC。从而使预聚物在出料时温度过高，氧化和分解现象严重，颜色发黄甚至变黑，影响产品性能，而且粘釜现象严重，产物收率降低。

低温出料法属于间歇式生产，其优点是：低温下出料，预聚物不会发生降解反应。预聚物经过后聚合可以提高聚合物粘度，满足应用要求。其缺点是聚合温度在物料熔点以下，反应过程中容易在釜内固化，无法顺利排出预聚物，影响工业化生产。

目前，现有技术公开号为CN1246490A专利中以对苯二甲酸、1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛烷二胺为原料，聚合釜内温度达到250-270 oC，压力高达39-54大气压，得到低粘度预聚物，然后经过固相增粘制得高粘度预聚物。聚合反应时压力过高，对设备要求高，增加生产成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种半芳香共聚尼龙的制备方法，通过控制温度、放气时间、起始含水量等因素，预聚物可以呈流体状排出，出料方便，不易固化且釜内无物料残余，破碎后呈白色颗粒，无发黄变黑现象。同时聚合工艺条件温和，生产效率高，设备要求不高。具体包括如下技术方案：

一种半芳香共聚尼龙的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：合成尼龙盐：将芳香族二羧酸在去离子水中充分混合均匀，加热至50-80oC，在强力搅拌条件下，加入脂肪族二元胺水溶液，调节pH值在7.0-8.0之间，继续搅拌0.5-2小时，充分冷却，过滤，真空干燥得到白色粉末半芳香尼龙盐；

步骤二： 配置合成半芳香共聚尼龙预聚物溶液

（1）、在水做反应介质条件下，以尼龙盐为原料配成50% - 90%的溶液进行预聚合，催化剂为组分总质量的0.05%-2%；

（2）、在150-180 oC浓缩溶液，浓度控制在70%-90%；

步骤三：合成半芳香共聚尼龙预聚物：

（1）、控制聚合温度在180-240 oC，优选210-230 oC；排出浓缩液水分子，时间控制在0.1-5小时，优选0.5-2小时；压力为0.8-2.5 MPa； 

（2）、压力卸至常压，预聚物从底阀呈流体状直接排出，冷却，粉碎成粒径为0.5-2mm大小的颗粒；

步骤四：固相聚合

预聚物颗粒在100 oC下真空干燥5-15小时，然后在温度为170-260 oC，真空度为0.01-1kPa，采用逐步升温方式固相聚合5-25小时，得到半芳香共聚尼龙。

进一步，步骤一中芳香族二羧酸与水的比例控制在1:0.5-1:20，最好在控制在1:1-1:5。水含量少，芳香族二羧酸在水中呈黏稠状体系，加二胺水溶液，容易结块，影响反应正常进行；水含量多，最终得到尼龙盐产率偏低。

芳香族二羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2,5-二氯对苯二甲酸、2,6-萘二酸、2,7-萘二酸、1,4-萘二酸、4,4’-联苯二甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基砜-4,4’-二羧酸中的一种或几种，优选对苯二甲酸和间苯二甲酸。除了芳香族二羧酸外，步骤一还可使用脂肪族二羧酸或脂环族二羧酸，具体为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸，二甲基丙二酸、3,3-二乙基丁二酸、2-甲基己二酸、2,2-二甲基戊二酸、1,3-环戊烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸中的一种或几种，优选己二酸。