[发明专利]一种共聚透明聚酰胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种共聚透明聚酰胺的合成方法。

背景技术

聚酰胺(PA)是分子链上含有重复酰胺基团(-CONH-)的树脂的总称，俗称为尼龙，，是世界上五大通用工程塑料中品种最多、产量最多和用途最广的品种。透明尼龙是尼龙家族中不可或缺的一支，它是一种无定形或微晶的尼龙，与其他透明塑料相比，其透明度优于聚碳酸酯(PC)，接近于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此外，它还具有良好的热稳定性、冲击性能、电绝缘性、尺寸稳定性、耐老化性以及线膨胀系数小、成品收缩率低、无毒、无臭等性能，广泛应用于汽车、电子电气、机械、光学、体育等领域。

透明尼龙最早于1966年由德国的诺贝尔炸药公司(DynamitNobel)研制成功并实现工业化，随后日本、美国、瑞士、法国等国家也相继进行了研制和生产，目前已有多个品种的透明尼龙研究开发成功并实现了工业化。专利DE4310970、US20120142810A1、CN103589151A和CN103483581A等都描述了透明聚酰胺的合成方法。

专利CN103589151A中采用一种脂环族二胺、一种脂肪族直链二胺和一种脂肪族二酸制得透明聚酰胺，再将透明聚酰胺和半结晶的聚酰胺以及必要的助剂在双螺杆挤出机中共混挤出，制得共聚透明聚酰胺，其透光率可达93％。

专利US20120142810A1中采用一种脂环族二胺、一种脂肪族直链二胺和一种脂肪族二酸制得透明聚酰胺，再将透明聚酰胺和半结晶的聚酰胺以及必要的助剂在高温高压反应釜中熔融共聚制得共聚透明聚酰胺，其透光率可达90％。

专利WO-A6-2009/132989呈现了一种是由脂肪族二胺、脂环族的二胺和脂肪族的二酸合成的共聚透明聚酰胺，这种聚酰胺有好的透明度和低的雾度。

以上专利及未在本发明中呈现的已报道的共聚透明聚酰胺均是有一种是由脂肪族二胺、一种脂环族的二胺和脂肪族的二酸制得，其树脂可以直接使用，也可以与长碳链半结晶聚酰胺熔融共聚或共混后使用。直接制得透明聚酰胺中含有脂环，使其韧性较差，长碳链半结晶聚酰胺的加入可以改善其韧性差的缺点，但其刚性也会相应的有所牺牲。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的共聚透明聚酰胺是由脂环族二胺、芳香族二酸、脂肪族长碳链二酸、多胺及半结晶聚酰胺盐熔融共聚制得透明聚酰胺与长碳链半结晶聚酰胺共混制得，由于长碳链半结晶聚合物、苯环及多胺的加入，其韧性得到了提高，其刚性亦可得到保持，其耐沸水及乙醇性、流动性均得到了提高。

本发明旨在提供一种综合性能好、透明度高的共聚透明聚酰胺基及其合成方法。

一种共聚透明聚酰胺的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)投料：将芳香族二元酸单体、脂肪族二元酸单体、脂环族二元胺单体、多胺单体、半结晶聚酰胺盐以及助剂按一定比例依次加入反应釜中，将反应釜内的空气用保护气体置换掉；

(2)升温：在保护气体的保护下升温至200～220℃，恒温0.5～3小时，然后继续加热升温至250～300℃，控制压力在1.5～3MPa，保压恒温反应1～5小时，之后缓慢放气，在1～3小时内放气至常压，然后抽真空0.5～3小时，反应结束、打压、出料、切粒、干燥即得共聚透明聚酰胺。

进一步地，所述的芳香族二元酸单体为间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二酸中的一种或几种的混合，优选间苯二甲酸和对苯二甲酸。

进一步地，所述的脂肪族二元酸单体为戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十七烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸、二十一烷二酸中的一种或多种的混合，优选癸二酸和十二烷二元酸。

进一步地，所述的芳香族二元酸单体和脂肪族二元酸单体的摩尔比为1:9～9:1.

进一步地，所述的脂环族二胺单体为4,4’-二氨基环己基甲烷(PACM)、4,4’-二氨基环己基丙烷(PACP)、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基环己基丙烷(MACM)、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基环己基丙烷(EACM)、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基环己基丙烷(TMACM)以及异氟尔酮二胺(IPD)中的一种或多种的混合。

进一步地，所述多胺单体为三氨基三苯基甲烷、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺-胺和聚醚胺，优选聚乙烯亚胺和聚醚胺T403，其含量为1wt％～15wt％。