CN108239281A - 一种支化高温尼龙及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支化高温尼龙及其制备方法。该支化高温尼龙由包括以下重量份的组分制成：均苯三甲酸0.5‑1.5份，己二胺0.25‑0.8份，己二酸0.3‑1份，脂肪族尼龙盐20‑70份，半芳香尼龙盐30‑80份，封端剂0.1‑1份，抗氧剂0.02‑0.5份，去离子水30‑60份。本发明通过加入支化剂均苯三甲酸的方法进行原位聚合制备支化高温尼龙，得到的支化高温尼龙在相同力学性能的情况下比直链高温尼龙具有更高的熔体流动性，在制备高填充复合材料或制造复杂制件时具有明显的优势，并且本发明的制备方法简单易行，且应用领域比较广阔。

Description

一种支化高温尼龙及其制备方法
技术领域
本发明属于高温尼龙技术领域，特别涉及一种支化高温尼龙及其制备方法。
背景技术
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。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，这些都将会加大对高温尼龙材料的需求量，从而带动市场需求。
在扩大高温尼龙的应用领域的同时，市场对高温尼龙各方面性能指标提出更高的要求。由于高温尼龙需要很高的分子量，因而其具有较高的粘度和很小的熔融指数，而这对于后续的注塑和挤出成型加工来说，提高其在模具内的填充质量和挤出速度是相当困难的。特别是对于生产狭窄或薄的部件或是复杂形状的模塑制品，这一缺陷对部件成品率的影响更为突出。另外，在制备填充复合材料时，由于高温尼龙高的相对粘度和低熔融指数，使得填充复合材料的熔体流动性更差，这也限制了添加剂的种类和填料的使用量，填料的分散性难以改善。
发明内容
本发明提供一种支化高温尼龙及其制备方法，本发明通过加入支化剂均苯三甲酸进行原位聚合制备支化高温尼龙，所述支化高温尼龙在相同力学性能的情况下比直链高温尼龙具有更高的熔体流动性，能在耐高温领域使用，在充分体现高温尼龙优点的同时，在制备高填充复合材料或制造复杂制件时具有明显的优势。本发明的制备方法简单易行，且应用领域比较广阔。
本发明的一目的在于提供一种支化高温尼龙。
本发明的另一目的在于提供上述支化高温尼龙的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种支化高温尼龙，由包括以下重量份的组分制成：
其中优选，己二酸、己二胺的添加量与均苯三甲酸添加量摩尔比为1∶1∶1。
在本发明的一些实施方式中，所述的脂肪族尼龙盐选自尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙1010盐、尼龙612盐的一种或多种，优选为尼龙66盐。
在本发明的一些实施方式中，所述的半芳香尼龙盐选自尼龙6T盐、尼龙9T盐、尼龙10T盐、尼龙5T盐、尼龙5I盐、尼龙6I盐、尼龙9I盐、尼龙10I盐的一种或多种，优选为尼龙6T盐。
在本发明的一些实施方式中，所述的封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸的一种或多种，优选为苯甲酸。
在本发明的一些实施方式中，所述的抗氧剂选自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]亚磷酸酯中的一种以上。
一种上述支化高温尼龙的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按上述的重量份将均苯三甲酸和去离子水、己二胺加入聚合反应容器中在80-100℃条件下反应1-3h，然后将己二酸加入聚合反应容器中，并在80-100℃条件下反应1-3h；
(2)按上述的重量份将其他组分称量并加入聚合反应容器内，并使用氮气作为反应保护气，升温至260-330℃，压力控制为2.0-3.0MPa，然后将聚合反应容器内压力泄压至常压，出料；其中，在反应过程中，聚合反应容器内温度不超过350℃。
优选地，所述步骤(1)中，所述己二胺与所述均苯三甲酸、所述己二酸的摩尔比为1∶1∶1。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
第一、本发明所提供的支化高温尼龙，通过原位聚合的方法在反应体系中引入支化剂均苯三甲酸制备得到，在相同力学性能的情况下，本发明的支化高温尼龙比直链高温尼龙具有更高的熔体流动性，在制备高填充复合材料或制造复杂制件时具有明显的优势；
第二、本发明的制备方法简单易行，且应用领域比较广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
对比例1
本对比例1制备一种直链高温尼龙，具体步骤如下：
按照重量份，称取0.5份的己二胺、与己二胺等摩尔的己二酸、50份去离子水加入聚合釜中在90℃条件下反应2h；
按照重量份，称取30份尼龙66盐、50份尼龙6T盐、0.5份苯甲酸、0.5份β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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℃，压力保持为2.5MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
实施例1
按照重量份，称取0.5份的己二胺、50份去离子水，并称取与己二胺等摩尔的均苯三甲酸，加入聚合釜中在90℃条件下反应2h，然后称取与己二胺等摩尔的己二酸加入聚合釜中，并在90℃条件下反应2h；
按照重量份，称取30份尼龙66盐、50份尼龙6T盐、0.5份苯甲酸、0.5份β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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℃，压力保持为2.5MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
实施例2
按照重量份，称取0.5份的均苯三甲酸、30份去离子水，并称取与均苯三甲酸等摩尔的己二胺，加入聚合釜中在80℃条件下反应3h，然后称取与均苯三甲酸等摩尔的己二酸加入聚合釜中，并在80℃条件下反应3h；
按照重量份，称取20份尼龙66盐、80份尼龙9T盐、0.1份苯甲酸、0.02份β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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℃，压力保持为2.0MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
实施例3
按照重量份，称取1.5份的均苯三甲酸、60份去离子水，并称取与均苯三甲酸等摩尔的己二胺，加入聚合釜中在100℃条件下反应1h，然后称取与均苯三甲酸等摩尔的己二酸加入聚合釜中，并在100℃条件下反应1h；
按照重量份，称取70份尼龙66盐、80份尼龙6T盐、1份苯甲酸、0.2份N，N’-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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℃，压力保持为3.0MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
实施例4
按照重量份，称取1份的均苯三甲酸、40份去离子水，并称取与均苯三甲酸等摩尔的己二胺，加入聚合釜中在90℃条件下反应1h，然后称取与均苯三甲酸等摩尔的己二酸加入聚合釜中，并在90℃条件下反应1h；
按照重量份，称取50份尼龙610盐和1010盐的混合物、80份尼龙5T盐、0.5份苯甲酸、0.3份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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℃，压力保持为2.8MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
实施例5
按照重量份，称取1.2份的均苯三甲酸、45份去离子水，并称取与均苯三甲酸等摩尔的己二胺，加入聚合釜中在95℃条件下反应1.5h，然后称取与均苯三甲酸等摩尔的己二酸加入聚合釜中，并在95℃条件下反应1.5h；
按照重量份，称取30份尼龙612盐、70份尼龙5T盐与尼龙6I盐的混合物、0.6份苯甲酸、0.3份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯并加入聚合釜内，用氮气置换高压聚合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290℃，压力保持为3.0MPa，然后将聚合釜内压力泄压至常压，出料，在反应过程中，釜内温度不超过350℃。
上述实施例1-3得到的支化高温尼龙材料和对比例1得到的直链高温尼龙材料的性能测试结果见下表1。
表1
从上表可以看出，本发明及上述实施例所提供的支化高温尼龙在与对比例1的直链高温尼龙保持相同或近似力学性能的前提下，熔融指数较大，具有较好的熔体流动性。
本发明通过原位聚合的方法在反应体系中引入支化剂均苯三甲酸，得到的支化高温尼龙在相同力学性能的情况下比直链高温尼龙具有更高的熔体流动性，在制备高填充复合材料或制造复杂制件时具有明显的优势。并且，本发明的制备方法简单易行，且应用领域比较广阔。
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)

1.一种支化高温尼龙，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：
2.如权利要求1所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述己二酸、己二胺的添加量与均苯三甲酸添加量摩尔比为1∶1∶1。
3.如权利要求1所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的脂肪族尼龙盐选自尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙1010盐、尼龙612盐的一种或多种。
4.如权利要求1或3所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的脂肪族尼龙盐为尼龙66盐。
5.如权利要求1所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的半芳香尼龙盐选自尼龙6T盐、尼龙9T盐、尼龙10T盐、尼龙5T盐、尼龙5I盐、尼龙6I盐、尼龙9I盐、尼龙10I盐的一种或多种，优选为尼龙6T盐。
6.如权利要求1所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的封端剂选自苯甲酸、乙酸、丙酸的一种或多种。
7.如权利要求1或6所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的封端剂为苯甲酸。
8.如权利要求1所述的支化高温尼龙，其特征在于，所述的抗氧剂选自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]亚磷酸酯中的一种以上。
9.一种权利要求1所述的支化高温尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1中的重量份将均苯三甲酸和去离子水、己二胺加入聚合反应容器中在80-100℃条件下反应1-3h，然后按照权利要求1中的重量份将己二酸加入聚合反应容器中，并在80-100℃条件下反应1-3h；
(2)按照权利要求1中的重量份将其他组分称量并加入聚合反应容器内，并使用氮气作为反应保护气，升温至260-330℃，压力控制为2.0-3.0MPa，然后将聚合反应容器内压力泄压至常压，出料；其中，在反应过程中，聚合反应容器内温度不超过350℃。
10.如权利要求9所述的支化高温尼龙的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述己二胺与所述均苯三甲酸、所述己二酸的摩尔比为1∶1∶1。
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