CN112480395A - 一种透明尼龙htd10材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明尼龙HTD10材料及其制备方法，透明尼龙HTD10材料其组成成分按质量比计为：HTDA胺：癸二胺：癸二酸：封端剂：催化剂：热稳定剂为(35‑42):(5‑10):(50‑60):(3‑5):(0.4‑0.6):(0.4‑0.6)，预聚、再经聚合釜的熔融缩聚或固相缩聚合成，采用HTDA胺即1‑甲基‑2,4‑环己二胺、癸二胺和癸二酸作为合成尼龙HTD10的预聚单体原料，结合了半芳香族尼龙透明的特点，并以封端剂对苯二甲酸消除端基的活性稳定聚合，合成透明尼龙HTD10材料基体树脂是一种结晶状聚酰胺树脂，有着较好的刚性性、较高的透明和流动性能，完全满足了与无机填料复合，满足薄壁制品特别是高填充尼龙制品表面光洁度的要求，即使无机组分质量比高于50％，也能保持高光泽表面，并适用于表面上漆、镀膜。

Description

一种透明尼龙HTD10材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种透明尼龙HTD10材料及其制备方法，属于尼龙材料技术领域。

背景技术

作为五大工程塑料之首的聚酰胺俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团-的热塑性树脂，广泛用于汽车制造、机床机械、轨道交通、电动工具、电子电器等行业。尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种，具有很强的生命力，主要在于它改性后实现高性能化，随着高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大，对尼龙制品的表面尤其是薄壁制品提出了更高的要求，现有技术中一般添加无机填料的尼龙-脂肪族聚酰胺，其制品表面尤其是薄壁制品其表面光洁度差，特别是高填充尼龙制品，表面光洁度满足不了实际要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种透明尼龙HTD10材料及其制备方法，合成透明尼龙HTD10材料基体树脂是一种结晶状聚酰胺树脂，有着较好的刚性性、较高的透明和流动性能，完全满足了与无机填料复合，即使无机组分质量比高于50％，也能保持高光泽表面，并适用于表面上漆、镀膜，满足制品表面光洁度的要求。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种透明尼龙HTD10材料，其组成成分按质量比计为如下：

上述一种透明尼龙HTD10材料，其中，其组成成分按质量比计为：HTDA胺：癸二胺：癸二酸：封端剂：催化剂：热稳定剂为38:5:55:1:0.5:0.5。

上述一种透明尼龙HTD10材料，其中，所述封端剂为对苯二甲酸，所述催化剂为亚磷酸，所述热稳定剂为热稳定剂HT-26、热稳定剂HT-181中的一种或按质量比3:1混合组成。

如上所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)制备尼龙预聚体：将HTDA胺、癸二胺、癸二酸按质量比(35-42):(5-10):(50-60)，与酒精加入中和釜中，升温达到110-130℃，并在常压下反应1-2h后，过滤、冷却、离心分离取滤饼，得到尼龙预聚体；

(2)制备透明尼龙HTD10材料：将尼龙预聚体通过管道负压送入聚合釜，加入封端剂、催化剂、热稳定剂按质量比计为(3-5):(0.4-0.6):(0.4-0.6)，升温达到240-245℃，升压达到1.5MPa，排出水蒸气，反应2-3h，然后降至常压，温度控制在250-265℃，充压挤出、冷却、聚合釜蒸汽冷凝产生的冷却水用于挤出后冷却循环水池用水，造粒或切粒、造粒或切粒后经过筛分不合格品返回聚合釜，采用真空干燥烘干、包装，得到成品透明尼龙HTD10材料。

上述一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，步骤(1)中HTDA胺、癸二胺、癸二酸的质量比为7:1:11，中和釜在常压环境下排出水蒸气使压力维持，检测尼龙预聚体pH并控制在7.5-7.7，反应过程中冷凝产生的酒精通过精馏、三级冷凝回收酒精。

上述一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，步骤(2)中尼龙预聚体与封端剂质量比为99:1。

上述一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，制得的成品透明尼龙HTD10材料用于与无机填料复合，无机填料包括无碱玻纤、玻璃微珠。

本发明的有益效果为：

本发明采用HTDA胺即1-甲基-2,4-环己二胺、癸二胺和癸二酸作为合成尼龙HTD10的预聚单体原料，结合了半芳香族尼龙透明的特点，并以封端剂对苯二甲酸消除端基的活性稳定聚合，以催化剂亚磷酸催化反应进程、与热稳定剂提高热稳定性能、抗氧化性和催化活性，在适宜的pH、温度、压力等合成条件下经中和釜预聚、再经聚合釜的熔融缩聚或固相缩聚，使合成透明尼龙HTD10材料基体树脂是一种结晶状聚酰胺树脂，有着较好的刚性性、较高的透明和流动性能，完全满足了与无机填料复合，满足其制品表面光洁度的要求，即使无机组分质量比高于50％，也能保持高光泽表面，并适用于表面上漆、镀膜。

附图说明

图1为本发明制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

实施例1：

一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)制备尼龙预聚体：将1.8kgHTDA胺、0.3kg癸二胺、2.8kg癸二酸，与4kg酒精加入中和釜中，升温达到110-130℃，并在常压环境下排出水蒸气使压力维持，反应2h后，反应过程中冷凝产生的酒精通过精馏、三级冷凝回收酒精，过滤、冷却、离心分离取滤饼，得到尼龙预聚体，检测尼龙预聚体pH并控制在7.7；

(2)制备透明尼龙HTD10材料：将尼龙预聚体通过管道负压送入聚合釜，加入0.2kg封端剂、24g催化剂、15g热稳定剂HT-181和10g热稳定剂HT-26，所述封端剂为对苯二甲酸，所述催化剂为亚磷酸；

升温达到245℃，排出水蒸气，升压达到1.5MPa，反应2h，然后降至常压，温度控制在265℃，充压挤出、冷却、聚合釜蒸汽冷凝产生的冷却水用于挤出后冷却循环水池用水，造粒或切粒、造粒或切粒后经过筛分不合格品返回聚合釜，采用真空干燥烘干、包装，得到成品透明尼龙HTD10材料。

实施例2：

一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)制备尼龙预聚体：将1.75kgHTDA胺、0.25k癸二胺、2.75kg癸二酸，与4kg酒精加入中和釜中，升温达到110℃，并在常压环境下排出水蒸气使压力维持，反应2h后，反应过程中冷凝产生的酒精通过精馏、三级冷凝回收酒精，过滤、冷却、离心分离取滤饼，得到尼龙预聚体，检测尼龙预聚体pH并控制在7.7；

(2)制备透明尼龙HTD10材料：将尼龙预聚体通过管道负压送入聚合釜，加入0.25kg封端剂、25g催化剂、6g热稳定剂HT-181和18g热稳定剂HT-26，所述封端剂为对苯二甲酸，所述催化剂为亚磷酸；

升温达到245℃，排出水蒸气，升压达到1.5MPa，反应2h，然后降至常压，温度控制在265℃，充压挤出、冷却、聚合釜蒸汽冷凝产生的冷却水用于挤出后冷却循环水池用水，造粒或切粒、造粒或切粒后经过筛分不合格品返回聚合釜，采用真空干燥烘干、包装，得到成品透明尼龙HTD10材料。

实施例3：

一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其中，包括以下步骤：

(1)制备尼龙预聚体：将1.88kgHTDA胺、0.2kg癸二胺、2.7kg癸二酸与4kg酒精加入中和釜中，升温达到110℃，并在常压环境下排出水蒸气使压力维持，反应2h后，反应过程中冷凝产生的酒精通过精馏、三级冷凝回收酒精，过滤、冷却、离心分离取滤饼，得到尼龙预聚体，检测尼龙预聚体pH并控制在7.7；

(2)制备透明尼龙HTD10材料：将尼龙预聚体通过管道负压送入聚合釜，加入0.3kg封端剂，25g催化剂，15g热稳定剂HT-181和10g热稳定剂HT-26，所述封端剂为对苯二甲酸，所述催化剂为亚磷酸；

升温达到245℃，升压达到1.5MPa，排出水蒸气，反应2h，然后降至常压，温度控制在265℃，充压挤出、冷却、聚合釜蒸汽冷凝产生的冷却水用于挤出后冷却循环水池用水，造粒或切粒、造粒或切粒后经过筛分不合格品返回聚合釜，采用真空干燥烘干、包装，得到成品透明尼龙HTD10材料。

实施例1-3的组分中热稳定剂HT-26、热稳定剂HT-181购自于HONORCHEM和克莱恩公司，催化剂亚磷酸购自于巴斯夫公司，HTDA胺-1-甲基-2,4-环己二胺购自于上海盈固公司；

将实施例1-实验例3制备透明尼龙HTD10材料对比性能测试；

取实施例1-3的成品透明尼龙HTD10材料分别作为1#、2#、3#,4#为尼龙66(购自神马EPR27),5#尼龙12(购自德固赛)，通过螺杆挤出机制备相同比例额的无机物填料(无碱玻纤或玻璃微珠)复合材料，通过注塑机制作直径100mm，厚4mm圆片，测试表面光洁度性能如下表所示：

本发明采用HTDA胺即1-甲基-2,4-环己二胺、癸二胺和癸二酸作为合成尼龙HTD10的预聚单体原料，结合了半芳香族尼龙透明的特点，并以封端剂对苯二甲酸消除端基的活性稳定聚合，以催化剂亚磷酸催化反应进程、与热稳定剂提高热稳定性能、抗氧化性和催化活性，在适宜的pH、温度、压力等合成条件下经中和釜预聚、再经聚合釜的熔融缩聚或固相缩聚，并由检测数据表可知，使合成透明尼龙HTD10材料基体树脂有着较好的刚性性、较高的透明和流动性能，完全满足了与无机填料复合，满足其制品表面光洁度的要求，适用于薄壁制品特别是高填充尼龙制品，即使无机组分质量比高于50％，也能保持高光泽表面，并适用于表面上漆、镀膜。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种透明尼龙HTD10材料，其特征在于，其组成成分按质量比计为如下：

2.根据权利要求1所述的一种透明尼龙HTD10材料，其特征在于，其组成成分按质量比计为：HTDA胺：癸二胺：癸二酸：封端剂：催化剂：热稳定剂为38:5:55:1:0.5:0.5。

3.根据权利要求1所述的一种透明尼龙HTD10材料，其特征在于，所述封端剂为对苯二甲酸。

4.根据权利要求1所述的一种透明尼龙HTD10材料，其特征在于，所述催化剂为亚磷酸。

5.根据权利要求1所述的一种透明尼龙HTD10材料，其特征在于，所述热稳定剂为热稳定剂HT-26、热稳定剂HT-181中的一种或按质量比3:1混合组成。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备尼龙预聚体：将HTDA胺、癸二胺、癸二酸按质量比(35-42):(5-10):(50-60)，与酒精加入中和釜中，升温并在常压下反应1-2h后，过滤、冷却、离心分离取滤饼，得到尼龙预聚体；

(2)制备透明尼龙HTD10材料：将尼龙预聚体送入聚合釜，加入封端剂、催化剂、热稳定剂按质量比计为(3-5):(0.4-0.6):(0.4-0.6)，升温升压排出水蒸气，反应2-3h，然后降至常压，充压挤出、冷却、造粒或切粒、烘干、包装，得到成品透明尼龙HTD10材料。

7.根据权利要求6所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中HTDA胺、癸二胺、癸二酸的质量比为7:1:11，升温达到110-130℃，中和釜在常压环境下排出水蒸气使压力维持，检测尼龙预聚体pH并控制在7.5-7.7，反应过程中冷凝产生的酒精通过精馏、三级冷凝回收酒精。

8.根据权利要求6所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中尼龙预聚体与封端剂质量比为99:1。

9.根据权利要求6所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中尼龙预聚体通过管道负压送入聚合釜，升温达到240-245℃，升压达到1.5MPa，降至常压后温度控制在250-265℃，聚合釜蒸汽冷凝产生的冷却水用于挤出后冷却循环水池用水，造粒或切粒后经过筛分不合格品返回聚合釜，烘干采用真空干燥。

10.根据权利要求6所述的一种透明尼龙HTD10材料的制备方法，其特征在于，制得的成品透明尼龙HTD10材料用于与无机填料复合。

Images