[发明专利]一种长链星型支化剂及高流动高结晶长碳链星型聚酰胺的制备方法

说明书

本发明涉及星型聚酰胺材料制备领域，特别是涉及一种长链星型支化剂及高流动高结晶长碳链星型聚酰胺的制备方法。所述长链星型支化剂的制备方法包括如下步骤：1)将环己烷二甲酰氯与长碳链二元胺、第一缚酸剂通过界面聚合反应，制备获得低分子量聚合物；2)将环己烷烷基酰氯与步骤1)的低分子量聚合物进一步反应制备获得长链星型支化剂，其中，所述环己烷烷基酰氯的官能度≥3。本发明将长链星型支化剂与长碳链尼龙盐、助剂、水等反应制备获得的长碳链星型聚酰胺具有结晶速度快、流动性佳、抗冲性能好等优点。

技术领域

本发明涉及星型聚酰胺材料制备领域，特别是涉及一种长链星型支化剂及高流动高结晶长碳链星型聚酰胺的制备方法。

背景技术

星型聚酰胺是一类不少于三条链(臂)，且支链都以化学键的形式连接于核上的支化聚酰胺。相比于传统的线型聚酰胺，星型聚酰胺具有一定的三维网状结构，由此减少了线型聚酰胺链段之间的缠绕，熔融状态下剪切变稀性更为明显，可以有效地降低聚酰胺加工时熔体的粘度，增加其流动性，通常可以作为改性材料来增加玻纤增强复合材料的流动性、当作为导热材料时可以加入更多的阻燃和绝缘助剂和用作注塑磁体以及其他外形复杂、薄壁的制件。

目前，现有技术中在利用星型聚酰胺制备高流动性制件的同时虽然保证了一定的力学强度，但分析总结星型聚酰胺的力学测试指标可以发现：1)在聚合物中引入一定程度的支化结构后，会导致材料的韧性和抗冲强度均出现不同程度的下降，如Trouillet-Fonti等使用三官能度的醚胺作为支化剂，配合一元/二元羧酸作为分子量调节剂制备的星型PA66产品缺口冲击强度下降了39％-57％，断裂伸长率从30％降低至1.7-2％；Nijenhuis的专利中加入1.4％的星型支化剂2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪(TACT)后PA6的断裂伸长率由55％降低至30％；2)此外，星型聚酰胺自身无链缠绕、结晶度低，结晶速度显著低于线性聚酰胺，结晶性能的下降带来材料注塑成型周期的延长，降低了生产效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种长链星型支化剂及高流动高结晶长碳链星型聚酰胺的制备方法，用于解决现有技术中的问题。制备获得的长碳链星型聚酰胺拥有高的流动性和良好的抗冲击性能，同时兼具高结晶性能，可以有效缩短成型周期。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明一方面提供一种长链星型支化剂的制备方法，所述长链星型支化剂的制备方法包括如下步骤：

1)将环己烷二甲酰氯与长碳链二元胺、第一缚酸剂通过界面聚合反应，制备获得低分子量聚合物；

2)将环己烷烷基酰氯与步骤1)所述的低分子量聚合物进一步反应制备获得长链星型支化剂；其中，所述环己烷烷基酰氯的官能度≥3。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述环己烷二甲酰氯的制备方法包括将环己烷二甲酸进行酰氯化反应制备获得环己烷二甲酰氯；优选地，所述环己烷二甲酰氯的制备方法包括向环己烷二甲酸中加入第一溶剂和第一催化剂反应后，提纯、蒸馏、干燥制备获得。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述长碳链二元胺选自壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述第一缚酸剂选自四丁基氢氧化胺，三乙胺，N,N-二异丙基乙胺，4-二甲氨基吡啶，碳酸钠，碳酸氢钠，尿素中的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中，所述环己烷烷基酰氯的制备方法包括将环己烷烷基酸进行酰氯化反应制备获得环己烷烷基酰氯；优选地，所述环己烷烷基酰氯的制备方法包括向环己烷烷基酸中加入第二溶剂和第二催化剂反应后，提纯、蒸馏、干燥制备获得；其中，所述环己烷烷基酸的官能度≥3。

在本发明的一些实施方式中，所述环己烷二甲酰氯选自1,4-环己烷二甲酰氯。