[发明专利]一种低吸水性的脂肪族尼龙的制备方法

说明书

本发明提供一种低吸水性的脂肪族尼龙的制备方法，包括：将杂环二元酸加入到去离子水中，氮气保护下，温度控制在30‑90℃，逐步加入脂肪族二元胺，调节体系pH值7.2‑8.0，反应得到杂环复合盐；将杂环复合盐、尼龙聚合单体、去离子水和催化剂加入到反应釜中，温度升高至180‑185℃反应2‑3h；继续升高温度到215‑220℃，保持2‑3h；开始排气，釜内压力降至常压时，釜内温度控制在250‑280℃，抽真空，打开底阀出料，拉条切粒，得到低吸水性的脂肪族尼龙。本发明通过共聚改性方法，在脂肪族尼龙分子主链中引入杂环结构，可有效降低脂肪族尼龙材料的吸水性，改性其制品的尺寸稳定性和外观。

技术领域

本发明涉及脂肪族尼龙的改性技术领域，具体涉及一种低吸水性的脂肪族尼龙的制备方法。

背景技术

聚酰胺，俗称尼龙，它是大分子主链的重复单元中含有酰胺基团聚合物的总称，是最早被应用，目前广泛使用的一种热塑性工程塑料。尼龙由于具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，几十年来在与其它工程塑料的激烈竞争中稳步增长。聚酰胺的主要品种是肪族尼龙PA66、PA6，总量占90％以上。由于化学结构的原因，脂肪族尼龙在环境湿度较大时，因吸水会导致材料体积发生较大变化，力学性能下降，这使得它们在尺寸稳定性要求较高的领域内应用受到限制。

目前国内外关于降低尼龙吸水率的方法主要包括共混改性、粉末填料改性、以及表面处理等。与线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混，吸水率可降低约40％，但拉伸强度和弯曲强度降低了约20％；与聚丙烯共混，吸水率可降低20％-30％；填充碳酸钙，可降低吸水率约50％；填充超细滑石粉，吸水率降低约50％；尼龙66纤维织物表面嵌入功能化水凝胶微粒后，吸水率可降低40％；经镀膜处理的尼龙，其吸水率可降低一半。

发明内容

本发明提供一种低吸水性的脂肪族尼龙的制备方法，通过共聚改性方法，在脂肪族尼龙分子主链中引入杂环结构，得到杂环共聚脂肪族尼龙树脂(即低吸水性的脂肪族尼龙)，由于杂环结构的引入，可有效降低脂肪族尼龙材料的吸水性，改性其制品的尺寸稳定性和外观。

一种低吸水性的脂肪族尼龙的制备方法，包括以下步骤：

(1)杂环复合盐的制备：将杂环二元酸加入到去离子水中，氮气保护下，开启搅拌和加热，温度控制在30-90℃，逐步加入脂肪族二元胺，添加完毕后，调节体系pH值7.2-8.0，再反应0.5-1.5h，降温、过滤、干燥得到杂环复合盐；

(2)聚合物的制备：将杂环复合盐、尼龙聚合单体、去离子水和催化剂加入到反应釜中，釜内置换(2～8次)氮气，关闭反应釜，开启搅拌和加热，温度升高至180-185℃，釜内压力为1.0-1.2MPa，此条件下反应2-3h；继续升高温度使釜内达到215-220℃，釜内压力为2.0-2.2MPa，此条件下保持2-3h；打开放气阀，开始排气，釜内压力逐渐降低，釜内温度逐渐升高；釜内压力降至常压时，釜内温度控制在250-280℃，(-0.06～-0.10MPa条件下)抽真空0.5-1.5h，打开底阀出料，拉条切粒，得到杂环共聚改性脂肪族尼龙树脂(即低吸水性的脂肪族尼龙)。

步骤(1)中，所述的杂环二元酸与脂肪族二元胺的摩尔比为0.8～1.2：1，进一步优选为1：1。

所述的杂环二元酸为呋喃二甲酸、噻吩二甲酸、吡咯二甲酸、吡唑-3,5-二甲酸、吡啶二甲酸、咪唑-4,5二甲酸、喹啉二甲酸中的一种或两种以上(包括两种)，优选呋喃二甲酸。