CN109265677B - 一种耐高温透明聚酰胺的制备方法 - Google Patents

一种耐高温透明聚酰胺的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚酰胺，尤其涉及一种耐高温透明聚酰胺的制备方法。按如下步骤进行：①具有大体积侧基的新型二胺与脂肪族二元酸在水中成盐，得到组分A；②将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，经熔融缩聚，得到透明聚酰胺树脂。一种改善型气液分离装置提升产品品质。

Description

一种耐高温透明聚酰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺，尤其涉及一种耐高温透明聚酰胺的制备方法。
背景技术
聚酰胺，俗称尼龙，自20世纪30年代由美国杜邦公司首先实现工业化生产。初期主要作为纺丝的原料，20世纪50年代以后才作为工程塑料使用，随着汽车工业、电子、交通运输、机械、航空航天和各种日用工业等应用领域的迅速发展，其生产和需求量已经位于五大工程塑料的首位。
目前，聚酰胺塑料已经成为一种具有多品种、多功能、专用化和系列化等特性的优良工程塑料品种，可实现超韧性、高强度、阻燃、耐低温、耐热甚至高透光性等特种性能。一般的透明聚合物在对其使用场合苛刻时，如高温、高压、有机溶剂存在下就很难满足要求，而透明聚酰胺以其优异的力学性能、热性能、耐腐蚀性，再加上高透明性，将在特种使用环境领域发挥出巨大的优势。如今，透明聚酰胺广泛应用于燃料和油的周围机械部件和电气机械部件(流量计套、过滤器盖、打火机油槽等)，尤其是在精密的光学仪器、耐压视窗、观察镜、高档体育器材、特种灯具外罩等领域已表现出不可替代的作用。
透明聚酰胺最先是由Dynamit Nobel公司研制成功并实现产业化，随后瑞士EMS等也相继开发出不同牌号的透明聚酰胺。近年来，国内也有很多企业和研究院所展开了对透明聚酰胺的相关研究。中国专利CN103435796A开了一种半芳香族透明聚酰胺材料及其制备方法，该材料由芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐的无规共聚物和必要的助剂组成。中国专利CN103483581A公开了一种透明聚酰胺及其合成方法，先制备得到非晶态聚酰胺盐和脂肪族聚酰胺盐，再将该非晶态聚酰胺盐和脂肪族聚酰胺盐在催化剂和抗氧剂存在的条件下反应，制得透明聚酰胺。中国专利CN1041957A公开了一种透明热塑性聚酰胺，其结构由环脂族二胺、至少7个碳原子的内酰胺、或相应的氨基酸，和对苯二甲酸或含有50％以上对苯二甲酸的对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物的基团组成。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种透明度高、吸水率低、尺寸稳定性好、玻璃化转变温度高、耐热性能优良的一种耐高温透明聚酰胺的制备方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，按如下步骤进行：
①具有大体积侧基的新型二胺与脂肪族二元酸在水中成盐，得到组分A；
②将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，经熔融缩聚，得到透明聚酰胺树脂。
作为优选，所述的具有大体积侧基的新型二胺包括如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一种或几种：
Figure GDA0002772218090000031
作为优选，所述的脂肪族二元酸包括己二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸中的一种或几种。
作为优选，所述的具有大体积侧基的新型二胺与脂肪族二元酸在水中成盐，其比例为1:1～1.03。
作为优选，所述的催化剂为磷酸、亚磷酸、次磷酸钠中的一种或几种，所述的引发剂为水。
作为优选，熔融缩聚的具体过程为：投料后用高纯氮气置换反应釜内空气3～4次，升温至190℃，保持釜内压力1.5～2.5MPa，继续升温至270～280℃，保持釜内压力1.5～2.0MPa，保压1～2h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.03～-0.07MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
在聚酰胺分子主链上引入具有大体积侧基的二胺，导致聚酰胺分子不能紧密堆砌，从而提高其透明性；另一方面，这类具有大体积侧基的二胺单体具有较大的共轭体系，热稳定性良好，同时具有较高的反应活性，经熔融缩聚后可以得到透明高、吸水率低、尺寸稳定性好、玻璃化转变温度高、耐热性能和力学性能优良的透明聚酰胺。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)在聚酰胺分子主链上引入具有大体积侧基的二胺，导致聚酰胺分子不能紧密堆砌，从而提高其透明性，并且制备得到的透明聚酰胺薄膜具有更低的介电常数。
(2)这类具有大体积侧基的二胺单体具有较大的共轭体系，热稳定性良好，同时具有较高的反应活性。
(3)本发明制备的透明聚酰胺树脂的透明高、吸水率低、尺寸稳定性好、玻璃化转变温度高、耐热性能和力学性能优良。
因此，本发明的一种改善型气液分离装置，提升产品品质。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
将摩尔比为1:1的具有大体积侧基的新型二胺Ⅰ与己二酸在水中成盐，得到组分A；将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，用高纯氮气置换反应釜内空气3次，升温至190℃，保持釜内压力1.5MPa，继续升温至270℃，保持釜内压力1.5MPa，保压1h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.03MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
实施例2：
将摩尔比为1:1的具有大体积侧基的新型二胺Ⅰ与癸二酸在水中成盐，得到组分A；将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，用高纯氮气置换反应釜内空气4次，升温至190℃，保持釜内压力2.0MPa，继续升温至275℃，保持釜内压力1.8MPa，保压1.5h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.05MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
实施例3：
将摩尔比为1:1的具有大体积侧基的新型二胺Ⅲ与己二酸在水中成盐，得到组分A；将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，用高纯氮气置换反应釜内空气4次，升温至190℃，保持釜内压力2.5MPa，继续升温至280℃，保持釜内压力2.0MPa，保压2h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.07MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
实施例4：
将摩尔比为1:1的具有大体积侧基的新型二胺Ⅲ与十二烷二酸在水中成盐，得到组分A；将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，用高纯氮气置换反应釜内空气4次，升温至190℃，保持釜内压力1.5MPa，继续升温至270℃，保持釜内压力2.0MPa，保压2h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.07MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
表1为各实施例得到的透明聚酰胺的相关性能数据
Figure GDA0002772218090000061

Claims (5)

1.一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：
①具有大体积侧基的二胺与脂肪族二元酸在水中成盐，得到组分A；
②将组分A、己内酰胺、催化剂和引发剂投入反应釜中，经熔融缩聚，得到透明聚酰胺树脂；
所述的具有大体积侧基的二胺包括如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一种或几种：
Figure FDA0002772218080000011
2.根据权利要求1所述的一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，其特征在于：所述的脂肪族二元酸包括己二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，其特征在于：所述的具有大体积侧基的二胺与脂肪族二元酸在水中成盐，其比例为1:1～1.03。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为磷酸、亚磷酸、次磷酸钠中的一种或几种，所述的引发剂为水。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温透明聚酰胺的制备方法，其特征在于：熔融缩聚的具体过程为：投料后用高纯氮气置换反应釜内空气3～4次，升温至190℃，保持釜内压力1.5～2.5MPa，继续升温至270～280℃，保持釜内压力1.5～2.0MPa，保压1～2h后，放气至常压，排出体系中的水，然后逐步抽真空，使体系减压至-0.03～-0.07MPa，放料即得到透明聚酰胺树脂。
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