CN104650347A - 一种耐高温尼龙共聚物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐高温尼龙领域，涉及一种耐高温尼龙共聚物及其制备方法。该共聚物由包括以下重量份的组分制成：PA6T盐10-60份、PA10T盐40-90份(PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份)、封端剂0.1-1份、抗氧剂0.02-0.5份、催化剂0.1-0.6份、成核剂0.05-0.3份、去离子水30-60份。本发明制备的PA6T/PA10T共聚物熔点可调、耐高温、吸水率低、成本低、机械性能好，且聚合工艺简单，适合大规模工业化生产。

Description

一种耐高温尼龙共聚物及其制备方法

技术领域

本发明属于耐高温尼龙领域，涉及一种耐高温尼龙共聚物及其制备方法。

技术背景

耐高温尼龙的发展使工农业和民用设施更加的微型化轻量化和动力强劲化成为可能。耐高温尼龙可以为某些部件带来更高的耐温性能，或是干脆替代了金属原材料来生产这些部件。新型设备的装置和组件也有用耐高温尼龙代替金属和热固性材料的趋势。这些都将会加大对耐高温尼龙材料的需要量，从而带动市场需求。

PA10T是耐高温尼龙新品种，其熔点高，吸水率与PA9T相似，且其生产原料癸二胺来自蓖麻油，属于生物基环保材料，显示出很强的市场竞争力。但癸二胺价格较高，使得PA10T成本提高。纯PA6T熔点为370℃，高于其分解温度，无使用价值，目前PA6T类高温尼龙大多数为与PA66、PA6、PA6I的共聚物，该类共聚物存在颜色不好或结晶度低的缺点。

而耐高温尼龙PA6T/PA10T共聚物具有成本低、吸水率低、结晶度高及机械性能好等优点，且其聚合工艺简单，适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的缺陷而提供一种熔点可调、耐高温、吸水率低、成本低、机械性能好的耐高温尼龙共聚物及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐高温尼龙共聚物，由包括以下重量份的组分制成：

其中PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份。

进一步，所述的PA6T盐优选为45-53份；所述的PA10T盐优选为47-55份；所述的封端剂优选为0.3-0.5份；所述的抗氧剂优选为0.05-0.2份；所述的催化剂优选为0.2-0.5份；所述的成核剂优选为0.1-0.2份；所述的去离子水优选为40-50份，且PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份。

所述的封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸或邻苯二甲酸酐中的一种或一种以上，优选苯甲酸。

所述的抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（1076）、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（1098）或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）中的一种或一种以上。

所述的催化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙，亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种或一种以上，优选次亚磷酸钠。

所述的成核剂选自钛白粉、碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁或硫酸钡的一种或一种以上。

一种上述耐高温尼龙共聚物的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述配比称取10-60份PA6T盐、40-90份PA10T盐、0.1-1份封端剂、0.02-0.5份抗氧剂、0.1-0.6份催化剂、0.05-0.3份成核剂、30-60份去离子水，其中PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份，然后将以上组分加入到高压反应釜内；

（2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至280-330℃，压力达到1.5-3MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在1.5-3MPa，恒压反应时间为1-3小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

在制备耐高温尼龙共聚物的过程中，PA6T盐和PA10T盐的重量份的比例非常重要。PA6T盐和PA10T盐的重量份数多了或少了都达不到本发明制备的耐高温尼龙共聚物的要求，如果PA6T盐重量份数高于本技术方案的范围，则共聚物熔点较高，不易加工，且吸水率大；如果PA6T盐重量份数低于本技术方案的范围，则共聚物熔点较低，物料热变形温度低，并不属于耐高温尼龙范畴。

本发明的优点是提供了耐高温尼龙共聚物中PA6T盐和PA10T盐的具体的重量份数，并提供了制备该共聚物的技术方案，本发明制得的耐高温尼龙共聚物比PA6T更好的加工性能和更低的吸水率，比PA10T更低的成本，且制备的PA6T/PA10T耐高温尼龙共聚物具有熔点可调、耐高温、机械性能好的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步说明本发明：

实施例1

1）称取10重量份PA6T盐、90重量份PA10T盐、0.1重量份乙酸、0.02重量份β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（1076）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）的组合物（比例为1：1）、0.1重量份次亚磷酸钠、0.05份钛白粉、30重量份去离子水，并将以上组分加入到高压反应釜内；

2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至300℃，压力达到1.5MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在1.5MPa，恒压反应时间为1小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

实施例2

1）称取55重量份PA6T盐、45重量份PA10T盐、1重量份苯甲酸、0.05重量份β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（1076）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）的组合物（重量比为1：1）、0.6重量份次亚磷酸钠、0.1重量份硫酸钡、60重量份去离子水，并将以上组分加入到高压反应釜内；

2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至320℃，压力达到3MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在3MPa，恒压反应时间为3小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

实施例3

1）称取45重量份PA6T盐、55重量份PA10T盐、0.5重量份丙酸、0.05重量份N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（1098）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）的组合物（重量比为1：1）、0.3重量份磷酸钠、0.1重量份碳酸钙、40重量份去离子水，并将以上组分加入到高压反应釜内；

2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至310℃，压力达到2.5MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在2.5MPa，恒压反应时间为1.5小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

实施例4

1）称取53重量份PA6T盐、47重量份PA10T盐、0.8重量份丙酸、0.1重量份N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（1098）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）的组合物（重量比为1：1）、0.4重量份磷酸钠、0.2重量份二氧化硅、50重量份去离子水，并将以上组分加入到高压反应釜内；

2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至320℃，压力达到2.5MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在2.5MPa，恒压反应时间为1.5小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

实施例5

1）称取60重量份PA6T盐、40重量份PA10T盐、0.8重量份邻苯二甲酸酐、0.05重量份N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（1098）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）的组合物（重量比为1：1）、0.6重量份次亚磷酸钠、0.3重量份氧化镁、50重量份去离子水，并将以上组分加入到高压反应釜内；

2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至320℃，压力达到2.5MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在2.5MPa，恒压反应时间为1.5小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。

上述部分实施例得到的耐高温尼龙共聚物的性能测试结果见下表1：

表1

从上表可以看出，PA6T/PA10T共聚物具有熔点可调、成本低、耐高温、机械性能好等优点，能广泛的应用于汽车工业和电子电气工业中，尤其是需要高强度、耐高温材料的领域中，且其聚合工艺简单，适合工业化生产。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温尼龙共聚物，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：

其中PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份。

2.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的PA6T盐为45-53份；或所述的PA10T盐为47-55份。

3.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的封端剂为0.3-0.5份；或所述的抗氧剂为0.05-0.2份。

4.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的催化剂为0.2-0.5份；或所述的成核剂为0.1-0.2份。

5.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的去离子水为40-50份。

6.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸或邻苯二甲酸酐中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的抗氧剂为β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的催化剂选自磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙，亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种或一种以上。

9.根据权利要求1所述的耐高温尼龙共聚物，其特征在于：所述的成核剂选自钛白粉、碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁或硫酸钡的一种或一种以上。

10.一种权利要求1-9中任一所述的耐高温尼龙共聚物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）按权利要求1所述的配比称取10-60份PA6T盐、40-90份PA10T盐、0.1-1份封端剂、0.02-0.5份抗氧剂、0.1-0.6份催化剂、0.05-0.3份成核剂、30-60份去离子水，其中PA6T盐和PA10T盐的总重量份为100份，然后将以上组分加入到高压反应釜内；

（2）用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温至280-330℃，压力达到1.5-3MPa，通过释放反应釜内水蒸气的办法保持压力在1.5-3MPa，恒压反应时间为1-3小时；然后将反应釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过340℃。