[发明专利]一种高分子量耐高温聚酰胺树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺树脂，具体涉及一种含有丁二酸单元的高分子量聚酰胺树脂及其制备方法。

背景技术

自1939年杜邦开发研制聚酰胺(俗称尼龙，以下简称PA)以来已有70多年的历史。在这期间，尼龙由开始的纤维向其他领域发展。特别是在上世纪后半叶，尼龙因其强度高，韧性好，耐磨等特性而广泛用来代替金属，加工成耐磨高强度零件，如涡轮，齿轮，轴承等等。随着其需求大大增加，PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、MXD6等各种尼龙相继问世，因而使尼龙材料在工程塑料中占有重要的地位。

近30年来由于电子、电器、信息关联设备的小型化、高性能化的要求，对材料的要求进一步加大。特别是表面贴装技术的发展，连接器、开关、继电器、电容器等各种电器元件同时安装、连接在线路板上，促进了电子元件小型化、密集化，工程造价比以前的产品也有大幅降低。但是，采用表面贴装技术，各个电器元件和线路基板要同时在红外加热装置中加热，对制成各个元件和线路板的材料的耐回流性和尺寸稳定性提出了更高的要求。同时，为减少环境污染，现大力提倡使用不含铅的焊锡。以前的铅一锡焊锡的熔点在183℃，新型的焊锡为锡一铜一银焊锡，熔点为215℃，熔点较以前的材料提高了30℃，这时PA6、PA66、PBT等材料的耐热性就不能满足要求，因此开发耐热性更高的尼龙材料就成为必然。

另一方面，汽车行业对耐热性材料也提出了新的要求。提高发动机的燃烧温度，使燃油充分燃烧是削减汽车产业CO₂排放量、降低汽车的耗油量的重要方法。但是提高发动机的燃烧温度必然会导致发动机室内温度的提高，从而对所用塑料材料的耐热性提出了更高的要求。与此同时，发动机附近的燃料系统、排气系统、冷却系统等的金属部件的塑料化，以及为了回收利用为目的的热固性树脂的取代，对材料的要求就更为严格。以前的尼龙的耐热性、耐久性、耐药品性不足，有必要开发同时满足力学性能、长期耐久性和成型性要求高耐热性尼龙。

迄今为止开发的高耐热性尼龙按结构可分为全芳香族高耐热尼龙、半芳香族高耐热尼龙和脂肪族高耐热尼龙。

在合成尼龙的二酸和二胺中分别引入芳香环，即以芳香族二元酸和芳香族二元胺为原料来合成尼龙，得到的就是全芳香族高耐热尼龙。全芳香族高耐热尼龙最初是由美国杜邦公司于20世纪60年代开发成功的。其主要特点为：高强度、低密度和高尺寸稳定性。其主要用于合成纤维的原材料、橡胶增强材料、塑料增强剂等。但是，由于其熔点及粘度很高，全芳香族高耐热尼龙难于通过熔融挤出和注射成型来加工。

半芳香族高耐热尼龙是由脂肪族二元胺或二元酸分别与芳香族二元酸或二元胺经缩聚制得的。由于芳香环引入到尼龙分子主链段中，从而提高了其耐热性和力学性能，具有较好的性价比。半芳香族高耐热尼龙一般具有良好的耐高温性能，其玻璃化转变温度Tg高于100℃；较好的耐热氧老化性能；再者其饱和吸水率较低，制品的尺寸稳定性较好。目前，商业化半芳香尼龙主要有聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)、聚对苯二甲酰壬二服(PA9T)、聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和聚己二酸间苯二甲胺(MXD6)等。PA6T的熔点太高(370℃)，难于采用通常的注射成型的方法成型，而其共聚改性品种的物理性能有所降低，限制了PA6T的广泛应用。PA9T、PA10T和MXD6具有良好耐热性的同时也具有良好的加工性能，但它们二胺合成困难，成本过高。

脂肪族耐热尼龙的代表是尼龙46(PA46)，1984年DSM公司将其工业化，经己二酸和丁二胺缩聚制得的。PA46主链对称性高，柔性好，因而其结晶速度很快，结晶度高。熔点要比尼龙66高30℃，高达290℃，因此产品的耐热性为现有商业化脂肪族尼龙中最高。PA46主要用于汽车工业、电子电气工业以及一些大型工程中的结构件、摩擦件和传动件。但由于一来丁二胺的生产为小数跨国公司所垄断，国内没有生产厂家，导致国内市场几乎没有丁二胺供应而无法生产；二来丁二胺价格较高，导致PA46成本高，这些都大大限制其广泛应用。

发明内容

本发明将提供一种由广泛易得，价格低廉单体而来新型耐高温的尼龙以及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高分子量耐高温聚酰胺树脂，其特征在于，所述聚酰胺树脂的主链中含有丁二酸单元；将该聚酰胺树脂以96wt％硫酸为溶剂制得的浓度为1.0g/dl的溶液在25℃下的相对粘度为1.5～6.0；所述聚酰胺树脂的熔点在280℃以上。

优选地，其主链中含有己二胺单元。