CN100447123C - 一种改进的生产耐高温尼龙盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的生产耐高温尼龙盐的方法。方法包括如下步骤：(1)将芳香族二元酸与2～5倍重量的水混合打浆，加热到60～105℃，备用；(2)将二元胺溶解在1～2倍重量的水中，加热到60～100℃，备用；(3)将步骤(1)和步骤(2)的两种原料按照等摩尔比在混合反应，反应温度控制在60～95℃，反应终点为pH 7.0～7.2；(4)然后在20～40℃的温度下冷却结晶，采用常规的方法收集尼龙湿盐。采用本发明的方法制备所述的尼龙盐，生产工艺简化，缩短操作周期及能耗，反应条件温和，环境友好，生产成本降低，可以有效地控制尼龙盐的游离酸和游离胺含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温尼龙的盐的生产方法。
技术背景
尼龙树脂(PA)具有优异的机械力学性能、耐磨、自润滑、耐油、耐温等，是国内外应用最广泛的工程塑料，列五大工程塑料之首。
耐高温尼龙如PA46、PA6T、PA9T、PA12T等具有某些一般尼龙难比的性质，如尺寸稳定性好，耐热、高硬度、低吸湿性和优良的耐化学性，在电子、电气和汽车零部件等方面的应用显示优异的性能。
尼龙通常有AABB型和AB型两种，其区别是用于合成尼龙的单体组成的相异，前者以二元酸和二元胺的盐(尼龙盐)为单体，后者主要以内酰胺为单体。
尼龙盐的制造通常的方法是将二元酸与二元胺分别在乙醇或其他有机溶剂中形成溶液，然后在一个带搅拌的反应釜中使之完全中和，后经分离、干燥而得到。这些方法都具有溶剂回收问题、中和反应难控制、尼龙盐中游离酸或胺含量高和能耗高等缺点。
发明内容
本发明旨在提供一种改进的生产耐高温尼龙盐的方法，以克服传统方法的缺点。
本发明的方法包括如下步骤：
(1)将芳香族二元酸与2～5倍重量的水混合打浆，加热到60～105℃，备用；
(2)将二元胺溶解在1～2倍重量的水中，加热到60～100℃，备用；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的两种原料按照等摩尔比在混合反应，反应温度控制在60～95℃，反应终点为pH7.0～7.2；
(4)然后在20～40℃的温度下冷却结晶，采用常规的方法收集尼龙湿盐，该盐可直接用于聚酰胺的聚合，如需干盐，可将尼龙湿盐干燥，干燥温度为40～110℃，即可得到白色粉末状的尼龙盐成品，尼龙盐的分子式为：
-OOC(C6H4)COO-+H3N(CH2)nNH3 +；
其中n＝6～16。
本发明所述生产尼龙盐的原料之一的芳香族二元酸为：
HOOC
COOH或HOOC
COOH或其混合酸。
本发明中用于制备尼龙盐的二元胺，分子式为H2N(CH2)nNH2，其中n＝6～16，典型的二元胺包括己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺。
步骤(3)的混合反应，最好采用一种静态混合反应器，该反应器的结构在有关的化学工程手册中均有详细的描述，包括反应器外壳和设置在外壳内的内构件，反应器外壳设有芳香族二元酸和二元胺水溶液的进口，一端为反应产物出口。芳香族二元酸和二元胺水溶液在内构件的作用下充分混合打浆，并进行反应。
采用本发明的方法制备所述的尼龙盐，生产工艺简化，缩短操作周期及能耗，反应条件温和，环境友好，生产成本降，可以有效地控制尼龙盐的游离酸和游离胺含量。
附图说明
图1为静态混合反应器结构示意图。
具体实施方式
由图1可见，静态混合反应器包括反应器外壳1和设置在外壳1内的内构件2，反应器外壳设有芳香族二元酸水溶液进口3和二元胺水溶液进口4，一端为反应产物出口5。
实施例1
将166.13Kg对苯二甲酸加入打浆釜内，再加入2倍重量的去离子水，边搅拌边加热到100℃。同时将116.21Kg己二胺加入到1倍去离子水中，在80℃温度条件下溶解。分别用计量泵同时将两种溶液送入混合器，后进入中和槽，控制中和温度90℃，PH7.1～7.2。反应物进入结晶器通过冷冻水冷却，使温度降至25℃，并形成结晶。将物料放入离心机内，分离后得到湿尼龙6T盐266.25Kg，收率94.3％。尼龙盐的熔点284.9℃，游离酸含量0.15％，游离胺含量0.21％。
实施例2
将166.13Kg间苯二甲酸加入打浆釜内，再加入2倍重量的去离子水，边搅拌边加热到100℃。分别同时将116.21Kg己二胺加入到1倍去离子水中，在80℃温度条件下溶解。用计量泵同时将两种溶液送入混合器，后进入中和槽，控制中和温度90℃，PH7.1～7.2。反应物进入结晶器通过冷冻水冷却，使温度降至25℃，并形成结晶。将物料放入离心机内，分离后得到湿尼龙6I盐263.14Kg，收率93.2％。尼龙盐的熔点265.2℃，游离酸含量0.17％，游离胺含量0.19％。
实施例3
将166.13Kg对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合酸加入打浆釜内，再加入2倍重量的去离子水，边搅拌边加热到100℃。分别同时将116.21Kg己二胺加入到1倍去离子水中，在80℃温度条件下溶解。用计量泵同时将两种溶液送入混合器，后进入中和槽，控制中和温度90℃，PH7.1～7.2。反应物进入结晶器通过冷冻水冷却，使温度降至25℃，并形成结晶。将物料放入离心机内，分离后得到湿尼龙6T/6I盐264.83Kg，收率93.8％。尼龙盐的熔点281.5℃，游离酸含量0.10％，游离胺含量0.18％。
实施例4
将166.13Kg间苯二甲酸加入打浆釜内，再加入2倍重量的去离子水，边搅拌边加热到100℃。分别同时将4158.31Kg壬二胺加入到1倍去离子水中，在80℃温度条件下溶解。用计量泵同时将两种溶液送入混合器，后进入中和槽，控制中和温度90℃，PH7.1～7.2。反应物进入结晶器通过冷冻水冷却，使温度降至25℃，并形成结晶。将物料放入离心机内，分离后得到湿尼龙9T盐310.16Kg，收率95.6％。尼龙盐的熔点273.9℃，游离酸含量0.20％，游离胺含量0.14％。
实施例5
将166.13Kg对苯二甲酸加入打浆釜内，再加入2倍重量的去离子水，边搅拌边加热到100℃。同时将116.21Kg己二胺加入到1倍去离子水中，在80℃温度条件下溶解。分别用计量泵同时将两种溶液送入带搅拌的中和反应器中，控制中和温度90℃，PH7.1～7.2，停留时间1h。反应物通过冷冻水冷却，使温度降至25℃，并形成结晶。将物料放入离心机内，分离后得到湿尼龙6T盐260.25Kg，收率92.2％。尼龙盐的熔点281.9℃，游离酸含量0.35％，游离胺含量0.40％。
Claims (6)
1.一种改进的生产耐高温尼龙盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将芳香族二元酸与水混合打浆，加热到60～105℃，备用；
(2)将二元胺溶解在水中，加热到60～100℃，备用；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的两种原料，混合反应，反应温度控制在60～95℃，反应终点为pH 7.0～7.2；
(4)然后在20～40℃的温度下冷却结晶，采用常规的方法收集尼龙湿盐或将尼龙湿盐干燥，即可得到白色粉末状的尼龙盐成品；
尼龙盐的分子式为：
-OOC(C6H4)COO-+H3N(CH2)nNH3 +；
其中n＝6～16。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将芳香族二元酸与2～5倍重量的水混合打浆。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将二元胺溶解在1～2倍重量的水中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤(1)和步骤(2)的两种原料按照等摩尔比在混合反应器中反应。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，芳香族二元酸为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二元胺选自己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺或十四碳二元胺。
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