[发明专利]交联聚酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用二胺与丙烯酸酯反应制备交联聚酰胺的方法。具体涉及先以二胺与丙烯酸酯进行本体迈克尔加成反应制备二胺四酯，再与二胺进行熔融共缩聚，得到交联聚酰胺，属于聚酰胺技术领域。

技术背景

普通聚酰胺多为线型结构，具有较高的熔点和优良的力学性能，耐高低温性能强，尺寸稳定性好，广泛用作纤维和工程塑料等方面。交联聚酰胺也具有优良的力学性能，且耐有机溶剂性能好，可用作防腐涂层、粘合剂、膜材料、复合材料等。当前交联聚酰胺的合成方法有：(1)开环聚合-交联法，利用己内酰胺或十二内酰胺的阴离子开环聚合先合成线型聚酰胺，再与多元酰基己内酰胺(JP 02032128 A)或己内酰胺封端的多异氰酸酯(US 20130079465 A1)进行交联而制备；该方法往往需在高温下制备，制备过程也较为复杂。(2)多胺-酰氯法，利用多胺与多元酰氯反应制备交联聚酰胺(JP 04354524 A)；这种方法往往需用腐蚀性的酰氯，且在有机溶剂中进行聚合。

本发明提供了一种简便、高效、绿色环保的制备交联聚酰胺新方法，首先以二胺与丙烯酸酯进行本体迈克尔加成反应制备二胺四酯，再与二胺进行熔融共缩聚，得到交联聚酰胺。该方法不需要任何催化剂或助剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种利用二胺与丙烯酸酯反应制备交联聚酰胺的方法。该反应方法原料易得，反应条件温和，操作简便，过程绿色环保；且制备的交联聚酰胺力学性能优异。

本发明先以二胺与丙烯酸酯进行本体迈克尔加成反应制备二胺四酯，进一步与二胺在无催化剂条件下进行熔融缩聚，得到交联聚酰胺；具体步骤如下：

1)二胺四酯的制备：将二胺与丙烯酸酯按照摩尔比为1:4投料，在30～100℃下进行迈克尔加成反应数小时，得到二胺四酯液体；

2)制备交联聚酰胺：将步骤1)得到的二胺四酯与二胺，按照摩尔比为1：2投料，在氮气保护下，于120℃～180℃常压反应0.5～1小时，倒入模具，再放入真空烘箱中(≤30mmHg，120℃～180℃)反应5～8h，得到交联聚酰胺膜材料。

其中，步骤1)中得到的二胺四酯，如(Ⅰ)所示：

上式中R¹为甲基、乙基、丙基、丁基等烷基，R为H、甲基等烷基；R²为(CH₂)_i(i＝2～12)、带有或不带有取代基的环己基，以及带有苯环结构的有机基团。

步骤1)中所用的丙烯酸酯CH₂＝CRCOOR¹，为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸丁酯等，也可以是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯等。

步骤2)中所得到的交联聚酰胺的通式如(II)所示:

步骤1)、2)中所用的二胺，为单一或混合二胺，具有如下(III)的结构：

NH₂-R²-NH₂,NH₂-R³-NH₂,NH₂-R⁴-NH₂(III)

R²,R³及R⁴＝-(CH2)_i-(i＝2-12)；

步骤1)、2)中所用的二胺，为乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、辛二胺、1,4-环己二胺、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺中的一种或几种。

本发明效果：

本发明采用二胺和丙烯酸酯先进行本体迈克尔加成反应制备二胺四酯，再与二胺进行熔融共缩聚，得到交联聚酰胺。

该方法操作简便、高效、绿色环保，得到的交联型聚酰胺材料具有优异的力学性能，其拉伸强度可达80.9MPa，断裂伸长率达12.8％。且可通过改变二胺结构和配比，得到不同结构力学性能优异的交联型聚酰胺材料。

具体实施方式

按照GB/T 1040—2006标准，将产物制成标准哑铃型试样，拉伸速度20mm/min，用INSTRON-1185万能拉力机测定其拉伸强度及断裂伸长率。

按照以上所述的实施方式，以下列举出较好的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明的实现并不限于以下实例。

实施例1：