CN109369907A - 一种低分子量尼龙46粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法 - Google Patents

一种低分子量尼龙46粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低分子量尼龙46(PA46)粉缩合聚合成高分子量尼龙46树脂的生产方法，由以下重量份数的原料采用液相和固相结合的方法缩聚而成：低分子量尼龙46粉：100份；水:5‑50份；催化剂：0.001‑10份；热稳定剂：0.01‑1份；提高低分子量尼龙46粉的分子量，使之与尼龙46树脂的分子量相当，并提供良好的化学性能、机械性能、热学性能，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种低分子量尼龙46粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法
技术领域：
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种低分子量尼龙46粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法。
背景技术：
尼龙(PA)具有优异的机械力学性能、耐磨性、自润滑性、耐油性、耐稳性成为国内外应用最为广泛的塑料之一，列五大工程塑料之首。尼龙46(PA46)树脂由单体丁二胺与单体已二酸缩聚而成的树脂，尼龙46(PA46)树脂的熔点在300℃左右，比尼龙66高约40℃，比尼龙6高约80℃，是所有脂肪族尼龙中熔点最高的品种。尼龙46显示出优良的耐热性能，在负荷下长期使用温度达163℃，且保持好的机械强度，仅次于主链含芳杂环的高分子材料如聚酰亚胺、聚砜和聚醚酮。与尼龙66相比，尼龙46的模量更高，蠕变率低，尺寸稳定性好，耐磨性、耐腐蚀性优良，具有更好的综合性能。这些优良性能扩大了它的应用范围，故尼龙46有“超级尼龙”的盛誉。但在合成过程中常出现分子量分布广的问题，得到部分分子量低的低聚物(即低分子量的尼龙46粉(PA46))，由于该低聚物达不到尼龙46(PA46)树脂的化学性能、机械性能、热学性能等，基本属于实用价值小的物质，目前还没有有关对低分子量的尼龙46粉(PA46)进行二次合成的报导。
发明内容：
本发明的目的是提供一种低分子量尼龙46(PA46)粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法，提高低分子量尼龙46粉的分子量，使之与尼龙46树脂的分子量相当，并提供良好的化学性能、机械性能、热学性能，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种低分子量尼龙46(PA46)粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法，所述高分子量尼龙46树脂由以下重量份数的原料采用液相和固相结合的方法缩聚而成：低分子量尼龙46(PA46)粉：100份；水:5-50份；催化剂：0.001-10份；热稳定剂：0.01-1份；所述低分子量尼龙46粉是由单体丁二胺和单体已二酸缩聚合成尼龙46树脂的过程中得到的特性粘度为0.18dL/g的副产物：包括分子量低的丁二胺和已二酸缩聚的低聚物，其结构式为所述催化剂为Na2SiO3或NaOH；
该方法包括以下步骤：
1)将原料加入聚合釜中，调节PH值7.5～9，抽真空压力-0.06MPa～-0.1Mpa，控制反应温度110℃～150℃，反应3～16小时，析出小分子副产物及水分后得到物料；
2)步骤1)得到的物料输送到双螺杆挤出机，输入惰性气体二氧化碳，反应温度为200～325℃，抽真空压力为-0.03～-0.1Mpa，析出小分子副产物及水分，反应完成，物料从双螺杆挤出机挤出，进行冷却、切粒，输送到干燥设备包装得到成品料粒。
本发明的有益效果如下：
1，本发明操作方便简单，机械化程度高，自动化控制容易，提高低分子量尼龙46粉的分子量，使之与尼龙46树脂的分子量相当，并提供良好的化学性能、机械性能、热学性能，具有良好的经济效益和社会效益。
2，整个生产工艺环保，析出的小分子副产物很少，每吨起始原料缩合聚合成纯的尼龙46(PA46)树脂，析出0.5-1升小分子副产物，产生的废气及废水也极少。
3，本发明缩合聚合成功的产品尼龙46(PA46)树脂，再供改性用尼龙46(PA46)系列产品作基料，在改性的配方方面极灵活，不受本产品残留物限制，大部分高温尼龙改性助剂不会与本产品助剂残留物反应。
4，本产品可作食品级用品及医疗设备改性原料的基料之用。
附图说明：
图1是本发明得到的产品的红外图谱；
图2是本发明得到的产品的DSC测试曲线；
图3是本发明的原料的红外图谱；
图4是本发明的原料的DSC图。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
所述低分子量尼龙46粉是由单体丁二胺和单体已二酸缩聚合成尼龙46树脂的过程中得到的副产物(其红外谱图和DSC图分别如图3、4所示，其特性特性粘度如表2)：包括分子量低的丁二胺和已二酸缩聚的低聚物，其结构式为
实施例中所述低分子量尼龙46粉购自荷兰DSM工程塑料公司或日本荷兰DSM合资企业公司，所述热稳定剂购自上海璞展实业公司，品名/型号：热稳定剂Polyad HS01、011、02、03、04……
实施例1：一种低分子量尼龙46(PA46)粉缩合聚合成高分子量尼龙46树脂的生产方法
所述高分子量尼龙46树脂由以下重量份数的原料采用液相和固相相结合的方法缩聚而成：低分子量尼龙46(PA46)粉：100份；水:20份；催化剂(NaOH)：0.08份；热稳定剂：0.03份；
该方法包括以下步骤：
1)将原料加入聚合釜中，调节PH值8.1，聚合釜开始加热升温到110℃、抽真空压力升到-0.08MPa时开始搅拌，搅拌时间为9小时；然后升温到140℃、抽真空压力升至-0.1MPa时，搅拌6小时，析出大部分小分子副产物及水分后得到物料；
2)步骤1)得到的物料由流动设备输送到双螺杆挤出机，输入惰性气体二氧化碳，反应温度为325℃，抽真空压力为-0.03MPa，析出小分子副产物及水分，反应完成，物料从双螺杆挤出机挤出，进行冷却、切粒，输送到干燥设备包装得到成品料粒。将产品送到上海微谱技术进行检测，结果见表1：
表1
同时将产品送到通标标准技术服务有限公司广州分公司进行检测，镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚的测试结果不超过欧盟RoHS指令2011/65/EU附录Ⅱ的修正指令(EU)2015/863的限值要求。
将原料和产品送到广州华新科智造技术有限公司进行特性粘度测试，结果如表2：
备注：在30℃，使用四氯乙烷和苯酚(体积比为1/1)混合溶液
对比例1：
参考实施例1，不同之处在于：步骤1)反应温度为160-240℃，压力为8-20Mpa，步骤2)压力为8-10Mpa，结果得到的产品是豆腐渣样品，结晶度很差，无法提供良好的化学性能、机械性能、热学性能。
实施例2：
参考实施例1，不同之处在于：原料：低分子量尼龙46(PA46)粉：100份；水：5份；催化剂：0.001份；热稳定剂：0.01份；所述催化剂为Na2SiO3；
该方法包括以下步骤：
1)将原料加入聚合釜中，调节PH值7.5，抽真空压力-0.06MPa～-0.1Mpa，控制反应温度120℃～150℃，反应3～16小时，析出小分子副产物及水分后得到物料；
2)步骤1)得到的物料输送到双螺杆挤出机，输入惰性气体二氧化碳，反应温度为300℃，抽真空压力为-0.1MPa，析出小分子副产物及水分，反应完成，物料从双螺杆挤出机挤出，进行冷却、切粒，输送到干燥设备包装得到成品料粒。
实施例3：
参考实施例1，不同之处在于：高分子量尼龙46树脂由以下重量份数的原料采用液相和固相相结合的方法缩聚而成：低分子量尼龙46(PA46)粉：100份；水:50份；催化剂：10份；热稳定剂：1份；
该方法包括以下步骤：
1)将原料加入聚合釜中，调节PH值9，抽真空压力-0.06MPa～-0.08Mpa，控制反应温度110℃～150℃，反应3～16小时，析出小分子副产物及水分后得到物料；
2)步骤1)得到的物料输送到双螺杆挤出机，输入惰性气体二氧化碳，反应温度为200℃，抽真空压力为-0.05MPa，析出小分子副产物及水分，反应完成，物料从双螺杆挤出机挤出，进行冷却、切粒，输送到干燥设备包装得到成品料粒。

Claims (1)

1.一种低分子量尼龙46粉合成高分子量尼龙46树脂的生产方法，其特征在于，所述高分子量尼龙46树脂由以下重量份数的原料采用液相和固相结合的方法缩聚而成：低分子量尼龙46粉：100份；水:5-50份；催化剂：0.001-10份；热稳定剂：0.01-1份；所述低分子量尼龙46粉是由单体丁二胺和单体已二酸缩聚合成尼龙46树脂的过程中得到的特性粘度为0.18dL/g的副产物：包括分子量低的丁二胺和已二酸缩聚的低聚物，其结构式为所述催化剂为Na2SiO3或NaOH，
该方法包括以下步骤：
1)将原料加入聚合釜中，调节PH值7.5～9，抽真空压力-0.06MPa～-0.1Mpa，控制反应温度110℃～150℃，反应3～16小时，析出小分子副产物及水分后得到物料；
2)步骤1)得到的物料输送到双螺杆挤出机，输入惰性气体二氧化碳，反应温度为200℃～325℃，抽真空压力为-0.03～-0.1MPa，析出小分子副产物及水分，反应完成，物料从双螺杆挤出机挤出，进行冷却、切粒，输送到干燥设备包装得到成品料粒。
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