CN1978486A - 一种高韧性尼龙合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高韧性尼龙合金及其制备方法，所述高韧性尼龙合金是由环状内酰胺单体或其相应的氨基酸在含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的存在下聚合获得的；所述高韧性尼龙合金的制备方法包括以下步骤：将所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物溶解于所述内酰胺单体或其相应的氨基酸中，对含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的所述内酰胺单体或其相应的氨基酸进行聚合反应；与现有技术相比，本发明产品尼龙基体与增韧剂相容性好、增韧效果明显，本发明方法具有聚合和增容同步进行、操作简便等特点。

Description

一种高韧性尼龙合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及高韧性尼龙合金及其制备方法，具体涉及用含有聚氨酯基团的预聚物和/或聚合物作为第二组分增韧基体尼龙，从而获得的高韧性尼龙合金及其制备方法。

背景技术

尼龙(聚酰胺)是一类部分结晶性的工程塑料，具有良好的耐化学药品性、耐热性和拉伸性能等，但是，未经改性的尼龙在某些情况下不能满足实际应用的要求，如在高负荷条件下使用的零件，其耐磨性、自润滑性欠佳，磨损率较大；尼龙的尺寸稳定性不是很好，常造成机械配合偏差，磨损加重；特别是要求高冲击性的场合，尼龙制品的使用常常受到限制，特别是对缺口比较敏感。因此，对尼龙韧性的改进很为必要。

许多科研人员对尼龙做了大量的增韧改性研究，主要集中在通过与其它内酰胺或者其氨基酸共聚合，或者用橡胶或者弹性体等组份来增韧。一般为长碳链的十二内酰胺，氨基封端的聚氧化乙烯，聚氧化丙烯或其共聚物，氨基封端的液体聚丁二烯，丁氰橡胶等。例如：文献报道了通过将十二内酰胺与己内酰胺共聚，可使冲击性能得以改善。十二内酰胺引入尼龙6分子链后，会改变聚酰胺6分子链的规整性，降低原有的酰胺密度，减小纯的聚酰胺6大分子链间原有的分子间相互作用力强度。这些因素会阻碍聚酰胺6的结晶行为，降低其结晶度和熔融温度；而结晶度的降低通常会导致冲击强度的增加。另外，美国专利US 4,882,382、US 4,994,524、US 5,189,098披露了一种用核-壳聚合物来增韧尼龙的方法，该方法是制备由弹性体的核和硬的热塑性的壳组成的聚合物的水分散液，将其与己内酰胺的水溶液混合，然后除去水分得到一种分散体。将该分散体与催化剂和己内酰胺共同聚合获得橡胶增韧的尼龙-6聚合物，其中核-壳聚合物的含量一般大于10％。

橡胶和热塑性弹性体增韧尼龙大多采用的是，如：乙烯-丙烯橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶、丁氰橡胶、丁苯橡胶等；热塑性弹性体组份，如：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等。由于这些组份与尼龙基体的相容性很差，相分离严重，因此往往需要提前对橡胶或者弹性体组分进行功能化改性，接枝上反应基团(马来酸酐(MAH)，亚胺化的丙烯酸(IA)，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA))或者直接加入第三组分(接枝和/或是嵌段共聚物，例如：马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝热塑性弹性体(TPE-g-MAH、SBS-g-MAH)等)对体系进行增容。美国专利USP4,174,358中揭示了一种用含反应性基团的橡胶(EPDM-MAH等)增韧尼龙6和尼龙66的方法；中国专利CN1,353,141A揭示了以顺丁烯二酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚乙烯的混合物作增容剂用高密度聚乙烯做增韧剂制备超韧尼龙的方法。美国专利USP4,405,748也报道了直接用丁二烯橡胶与甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物与尼龙共混制备增韧尼龙的方法；欧洲专利EP 348,000揭示了用顺丁烯二酸酐接枝三元乙丙橡胶和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物同时增韧尼龙6的方法。上述这些方法得到的尼龙合金虽然能在一定程度上改进体系的韧性，但是制备工艺复杂，能耗大，产品质量不稳定，增韧剂用量大，相分离严重，且其他性能下降严重。另外，在上述所有的增韧尼龙中，橡胶组份和热塑性弹性体组分都不能很好的溶于尼龙的单体中，它们所组成的体系是相分离体系，体系的性能改善与分散相的大小有关，且大多数牺牲材料的强度为前提的。因此，难以用橡胶组份和热塑性弹性体组分作为增韧剂来得到综合性能较好的高韧性尼龙合金。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种尼龙基体与增韧剂相容性好、增韧效果明显的高韧性尼龙合金尼龙；本发明的另一个目的就是为了提供一种聚合和增容同步进行、操作简便的高韧性尼龙合金的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高韧性尼龙合金，其特征在于，它由环状内酰胺单体或其相应的氨基酸在含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的存在下聚合获得的，所述环状内酰胺具有式(I)所示结构，其相应的氨基酸具有式(I′)所示结构：

R-HNCH₂_mCOOH……………………(I′)

式(I)和式(I′)中，R是H或者具有1-8个碳原子的烷基，3≤m≤11，

所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物含有如式(II)所示结构式：

式(II)中，R1表示H或者是烷烃基团；

所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的用量占高韧性尼龙合金总重量的2-30％。

所述含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物的用量占高韧性尼龙合金总重量的5-25％。

所述环状内酰胺单体是选自以下单体中的一种或多种：丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、庚内酰胺、辛内酰胺、壬内酰胺、癸内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺、N-甲基己内酰胺、N-正辛基壬内酰胺、N-叔丁基十二内酰胺；所述相应的氨基酸包括ω-氨基丁酸、ω-氨基戊酸、ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、ω-氨基十一酸、ω-氨基十二酸；所述含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物是选自以下的一种或多种：聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚脲氨酯、聚醚型聚氨酯预聚物。

一种制备上述高韧性尼龙合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物溶解于所述内酰胺单体或其相应的氨基酸中；

对含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的所述内酰胺单体或其相应的氨基酸进行聚合反应；

所述的溶解步骤和聚合反应步骤同时进行，或者先进行溶解再将获得的混合溶液进行聚合反应。

上述聚合反应采用选自浇铸、反应挤出、滚塑和水解聚合中的任何一种工艺进行。

上述方法也可以包括以下步骤：将所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物在熔融的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸单体中首先溶解，然后加入催化剂和加工助剂，共同脱水，将温度升到100-250℃时加入助催化剂并立即倒入已经预热的模具中，在模具中进行聚合反应，聚合反应温度为150-250℃获得高韧性尼龙合金。

该方法也可以包括以下步骤：

向放置于一个反应器内的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物并使之溶解，减压脱水，加入催化剂，继续脱水；

在另一个反应器中加入环状内酰胺单体或其相应的氨基酸、助催化剂以及加工助剂，溶解，并脱水；

将两个反应器中的内容物分别加入挤出机进行聚合反应，控制聚合段的温度为160-250℃，控制螺杆转速使得物料在螺杆的停留时间为0.5-8分钟，挤出获得高韧性尼龙合金合金。

上述方法也可以包括以下步骤：

向放置于一个反应器内的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物并使之溶解，减压脱水；

在另一个反应器中加入环状内酰胺单体或其相应的氨基酸以及包括消泡剂、抗氧剂、光稳定剂在内的加工助剂和催化剂，溶解，并脱水；

将两个反应器中的组分混合注入滚塑成型的模具中，通过双向回转滚塑成型机，在120℃～250℃进行回转反应5～60分钟，获得高韧性尼龙合金的合金。

上述方法也可以包括以下步骤：向环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物，加热溶解，加入水和抗氧剂，在温度为200-300℃、压力为1-15MPa的条件下进行水解聚合，0.5-10小时后减压并脱水，继续聚合以进一步提高基体的粘度，获得高韧性尼龙合金合金。

上述方法中所述催化剂选自金属钠、钾、锂或其氢化物油剂、氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠、碳酸钠，还有有机金属化合物，如格氏试剂和烷基铝钠中的一种或几种，所述助催化剂选自异氰酸酯、酰基酰胺、酰氯、碳酸酯、磺酸酯、羧酸酯、磷酸亚胺化合物、氯化磷腈、聚酯、尿素中的一种或几种；所述催化剂的用量为0.0005-10重量％，助催化剂的用量为0.005-4重量％，更好是0.02-2重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计；在上述水解聚合工艺中，水的加入量为10-100重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计；上述加工助剂选自包括抗氧剂、光稳定剂在内的常用市售助剂。

本发明采用含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物增韧由环状内酰胺或其相应的氨基酸的均聚或共聚形成的基体尼龙，获得高韧性尼龙合金。该尼龙具有增强的韧性，表现为优良的缺口冲击强度断裂伸长率和拉伸强度。此外，还具有非常好的耐低温性能，适合多种苛刻条件下使用。该尼龙无需外加增容剂，也不会出现已有的增容技术中增韧剂和基体较严重分相从而降低材料强度的现象。由于所选预聚物和/或聚合物能溶于内酰胺单体中，形成粘度较低的透明溶液，因此本发明制备高韧性尼龙合金的方法简便易操作；在所选范围内粘度对体系的聚合影响较小。增容和聚合反应一步进行，无需使用增容剂或其它手段来增强体系中各组分之间的相容性。

附图说明

图1是本发明将7.5份聚醚型聚氨酯粒料加入己内酰胺单体中所得产物的扫描电镜和透射电镜的照片，放大率分别为×5000和×10000倍。

图2是本发明将10份聚醚型聚氨酯粒料加入己内酰胺单体中所得产物的扫描电镜和透射电镜的照片，放大率分别为×5000和×10000倍。

图3是用本发明方法制得的聚醚型聚氨酯粒料增韧的尼龙6合金的差示扫描量热(DSC)谱图。

图4是用本发明方法制得的聚醚型聚氨酯粒料增韧的尼龙6合金的差示扫描量热(DSC)谱图。

图5是纯尼龙6的差示扫描量热(DSC)谱图。

具体实施方式

本发明所用术语“基体尼龙”是指高韧性尼龙合金中被增韧的尼龙部分，该部分由环状内酰胺单体或其相应的氨基酸均聚或共聚而成，所述环状内酰胺具有式(I)所示结构，其相应的氨基酸具有式(I′)所示结构。

R-HNCH₂_mCOOH………………………(I′)

式(I)和式(I′)中，R是H或者具有1-8个碳原子的烷基，3≤m≤11。

环状内酰胺单体包括丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、庚内酰胺、辛内酰胺、壬内酰胺，癸内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺、N-甲基己内酰胺、N-正辛基壬内酰胺、N-叔丁基十二内酰胺，最好是己内酰胺。相应的氨基酸包括ω-氨基丁酸、ω-氨基戊酸、ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、ω-氨基十一酸、ω-氨基十二酸。基体尼龙可以由任一种环状内酰胺单体或其相应的氨基酸均聚而成，包括例如：尼龙4、尼龙5、尼龙6、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙10、尼龙11和尼龙12。基体尼龙也可以由这些环状内酰胺单体或其相应的氨基酸共聚而成，包括例如：共缩聚尼龙4/6(该尼龙可由ω-氨基丁酸和ω-氨基己酸共缩聚形成)、共缩聚尼龙6/10、共缩聚尼龙6/9、共缩聚尼龙6/12。

本发明所用术语“含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物”是指分子主链或侧链中至少含有氨酯的基团，这些预聚物或聚合物包括基团如式(II)。

式(II)中，R₁表示H或者是具有烷烃结构的基团。

本发明作为增韧剂的含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物在大分子主或侧链上具有氨酯基团。优选是具有氨酯基团的醚预聚物以及聚合物、具有氨酯基团的烷烃预聚物以及聚合物，或者是它们的组合。它们的某些结构单元或者基团与尼龙基体有类似的结构以及分子内或分子间具有强的相互作用。他们的添加量可以根据工艺的不同及材料性能的要求进行变化，通常为以高韧性尼龙合金总重量计的2-30％，特别好是5-25％。

本发明的高韧性尼龙合金可以用简单易行的工艺方法加以制备。例如较好是，可以通过单体浇铸的阴离子引发聚合工艺，反应挤出工艺，滚塑工艺，水解缩聚等的方法来制备高韧性尼龙合金合金。

在浇铸工艺中，将增韧用含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物直接溶解在环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中，减压除水，加入催化剂和/或助催化剂，浇铸在模具中进行聚合成型，由此获得高韧性尼龙合金合金。

在反应挤出工艺中，将含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物溶解在环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中，脱水后加入催化剂和加工助剂，直接注进挤出机(例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机)反应挤出，得到增韧的高韧性尼龙合金。

在滚塑工艺中，将含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物溶解在环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中，减压脱水，与另一含有环状内酰胺单体或其相应的氨基酸以及消泡剂、抗氧剂等加工助剂和催化剂的脱水后的溶液混合后注入滚塑成型的模具中，通过双向回转滚塑成型机，在120℃～250℃进行回转反应5～60分钟，获得高韧性尼龙合金的合金。

在水解聚合工艺中，将含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物、环状内酰胺单体或其相应的氨基酸加入聚合釜中，搅拌下高温(例如200-300℃)水解缩聚，然后减压脱水以提高基体的粘度，0.5-10小时后加压出料切粒，得到高韧性尼龙合金合金。

这些工艺中，催化剂和助催化剂的种类和用量是本领域技术人员根据具体情况能够容易确定的。优选是，催化剂为金属钠、钾、锂或其氢化物油剂，氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠、碳酸钠，还有有剂金属化合物如格氏试剂和烷基铝钠等，助催化剂为异氰酸酯、酰基酰胺、酰氯、碳酸酯、磺酸酯、羧酸酯、磷酸亚胺化合物、氯化磷腈、聚酯、尿素等。较好是，催化剂的用量为0.0005-10重量％，助催化剂的用量为0.005-4重量％，更好是0.02-2重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计。在水解聚合工艺中，水的加入量为10-100重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计。

本发明的特点是用含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物来增韧基体尼龙，使增韧用其在环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中均匀分散，得到透明且粘度较低的均匀溶液，该均相溶液适合于尼龙制备的浇铸工艺和反应挤出工艺。而在已有技术中，通常用橡胶来增韧尼龙，由于橡胶一般不溶于环状内酰胺单体及其氨基酸中，因此只能用螺杆的强剪切来改善橡胶相的分散，挤出制备高韧性尼龙合金，此外还必须加入增容剂以增加增韧用橡胶和尼龙基体之间的相容性。本发明，由于体系中组分内部和组分之间存在强的氢键等相互作用以及聚合反应过程中形成了共聚物，通过一步法形成了尼龙合金均相体系，体系中各个组分的优越性能还得以保持。图1至图2是刻蚀的尼龙合金脆断面的扫描电镜(SEM)以及染色的透射点镜(TEM)的照片，从中可以看出，本发明的尼龙合金几乎是一个单相体系，没有明显的分散相；另外，本发明的高韧性尼龙合金合金的DSC图中与纯尼龙的相比，熔点下降较多，说明了体系中两相之间相容性的改善；也正是这种变化使得基体尼龙的韧性和断裂生长率大幅提高。

以下通过具体实施例进一步说明本发明，除非另外指出，实施例中的份数和百分数均以重量计。

实施例1(浇铸)

将7.5份聚醚型聚氨酯粒料在搅拌下溶解在100份熔融的己内酰胺单体中，在真空下脱水45min。然后加入以单体重量计0.15％的己内酰胺钠，溶解2min后，倒入到预升温至150℃的模具中，于180℃的烘箱中进行聚合反应，获得增韧的尼龙6的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。所得产物的电镜照片和DSC谱图分别如图1和图3所示。

实施例2(挤出)

向位于一反应器的100份己内酰胺单体中加入10份的聚酯型聚氨酯粒料，在140℃溶解脱水共计45min，加入以单体重量计0.50％格氏试剂(60％矿物油)以及加工助剂，溶解2分钟。通过计量泵分别加入到双螺杆挤出机中，控制聚合段的温度在240℃，控制螺杆转速使得物料在螺杆的停留时间为1-3分钟。即可得到增韧的尼龙6的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例3(滚塑)

向位于一反应器的70份己内酰胺单体中加入10份聚醚型聚氨酯粒料，在140℃溶解，加入以单体重量计0.20％的氢氧化钠，溶解，减压脱水45分钟。在另一反应器中加入20份己内酰胺单体和单体重量计0.40％TDI以及加工助剂，减压脱水。将两个反应器中的组分通过计量泵控制注入滚塑成型的模具中，通过双向回转滚塑成型机，在140℃～230℃进行回转反应5～30分钟，获得高韧性尼龙合金6的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。所得产物的电镜照片和DSC谱图分别如图2和图4所示。

实施例4(水解)

在90份N-甲基己内酰胺单体中加入10份聚醚型聚氨酯粒料和9份去离子水，加压到4MPa，并升温到230℃，水解聚合4小时。然后减压并抽真空继续聚合2小时，充氮气出料切粒，即得到增韧的聚(N-甲基己内酰胺)的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例5(浇铸)

将15份聚酯型聚氨酯粒料加入到100份丁内酰胺中，溶解，脱水45分钟，加入以单体重量计0.40％己内酰胺钠和加工助剂，共混溶液在140℃继续脱水30分钟，温度升到160℃，迅速倒入预热的模具中，放入到180℃的烘箱中进行聚合反应，即可得到增韧的尼龙4的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例6(浇铸)

将5份聚脲氨酯粒料在搅拌下溶解在熔融的100份己内酰胺单体中，在真空下脱水45分钟。然后加入以单体重量计0.015％己内酰胺钠，溶解后，立即倒入到预升温到180℃的模具中，于200℃的烘箱中进行聚合反应，即可得到增韧的浇铸尼龙6的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例7(反应挤出)

向位于一反应器的100份丁内酰胺单体中加入25份的聚醚型聚氨酯预聚物，在140℃溶解脱水共计45min，加入以单体重量计0.20％的氢氧化钠，溶解2分钟。向另一个反应器中加入20份的丁内酰胺和0.30％TDI和加工助剂，通过计量泵分别加入到双螺杆挤出机中，控制聚合段的温度在220℃～240℃，控制螺杆转速使得物料在螺杆的停留时间为2-5分钟。即可得到增韧的反应挤出尼龙4的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例8(浇铸)

把15份聚酯型聚氨酯粒料在加热下溶解在85份十二内酰胺中，溶解，减压脱水45分钟，加入以单体重量计0.05％己内酰胺钠，溶解2分钟，溶液温度达到150℃，加入以单体重量计0.40％TDI搅拌均匀，迅速倒入预热到150℃的模具中，放入到150℃的烘箱中进行聚合反应，获得增韧的尼龙12的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例9(挤出)

向位于一反应器的80份十二内酰胺单体中加入15份聚醚型聚氨酯的预聚物，在150℃溶解，减压下除水，加入以单体重量计3.0％氢氧化钠，继续除水30分钟。在另一反应器中加入20份十二内酰胺单体和以单体重量计5.0％乙酰基己内酰胺以及加工助剂，减压脱水。通过计量泵分别加入到双螺杆挤出机中，控制聚合段的温度在250℃，控制螺杆转速使得物料在螺杆的停留时间为1-3分钟。即可得到增韧的尼龙12的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例10(水解)

在80份癸内酰胺单体中加入20份聚醚型聚氨酯粒料，在160℃下溶解。加入70份去离子水，升温到200℃并加压到5MPa水解聚合，6小时后，减压并抽真空除去水份，继续聚合以进一步提高粘度，30分钟后，加压出料切粒，获得增韧的尼龙10的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

实施例11(水解)

在80份十一内酰胺单体中加入20份聚醚型聚氨酯粒料，在180℃下溶解。加入70份去离子水，升温到250℃并加压到0.8MPa水解聚合，6小时后，减压并抽真空除去水份，继续聚合以进一步提高粘度，30分钟后，加压出料切粒，获得增韧的尼龙11的合金。该高韧性尼龙合金体系的力学性能如表1所示。

表1

实施例	基体尼龙单体	含有氨酯基团的预聚物或聚合物	拉伸强度(MPa)	断裂伸长率(％)	缺口冲击强度(J/m)
						1	己内酰胺	聚醚型聚氨酯	37	263	NB
2	己内酰胺	聚酯型聚氨酯	47.5	192	689
						3	己内酰胺	聚醚型聚氨酯	45	245	NB
4	N-甲基己内酰胺	聚醚型聚氨酯	60	227	542
						5	丁内酰胺	聚酯型聚氨酯	74	121	459
6	己内酰胺	聚脲氨酯	54	156	572
						7	丁内酰胺	聚醚型聚氨酯预聚物	10	331	NB
8	十二内酰胺	聚酯型聚氨酯	57	416	1049
						9	十二内酰胺	聚醚型聚氨酯预聚物	32	770	NB
10	癸内酰胺	聚醚型聚氨酯	36	390	753
						11	十一内酰胺	聚醚型聚氨酯	34	543	859

注：表中各性能用如下方法测得：拉伸强度、断裂伸长率：ASTM-D638；缺口冲击强度，ASTM-D256。

其中：NB代表在所给的测试标准(5.5J)下，所测试的样条没有被冲断。

Claims (10)

1.一种高韧性尼龙合金，其特征在于，它由环状内酰胺单体或其相应的氨基酸在含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的存在下聚合获得的，所述环状内酰胺具有式(I)所示结构，其相应的氨基酸具有式(I′)所示结构：

        R-HNCH₂_mCOOH............................(I′)

式(I)和式(I′)中，R是H或者具有1-8个碳原子的烷基，3≤m≤11，

所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物含有如式(II)所示结构式：

式(II)中，R1表示H或者是烷烃基团；

所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的用量占高韧性尼龙合金总重量的2-30％。

2.如权利要求1所述的高韧性尼龙合金，其特征在于，所述含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物的用量占高韧性尼龙合金总重量的5-25％。

3.如权利要求1所述的高韧性尼龙合金，其特征在于，所述环状内酰胺单体是选自以下单体中的一种或多种：丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、庚内酰胺、辛内酰胺、壬内酰胺、癸内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺、N-甲基己内酰胺、N-正辛基壬内酰胺、N-叔丁基十二内酰胺；所述相应的氨基酸包括ω-氨基丁酸、ω-氨基戊酸、ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、ω-氨基十一酸、ω-氨基十二酸；所述含有氨酯基团的预聚物和/或聚合物是选自以下的一种或多种：聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚脲氨酯、聚醚型聚氨酯预聚物。

4.一种制备权利要求1所述高韧性尼龙合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物溶解于所述内酰胺单体或其相应的氨基酸中；

对含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物的所述内酰胺单体或其相应的氨基酸进行聚合反应；

所述的溶解步骤和聚合反应步骤同时进行，或者先进行溶解再将获得的混合溶液进行聚合反应。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合反应采用选自浇铸、反应挤出、滚塑和水解聚合中的任何一种工艺进行。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将所述含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物在熔融的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸单体中首先溶解，然后加入催化剂和加工助剂，共同脱水，将温度升到100-250℃时加入助催化剂并立即倒入已经预热的模具中，在模具中进行聚合反应，聚合反应温度为150-250℃获得高韧性尼龙合金。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

向放置于一个反应器内的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物并使之溶解，减压脱水，加入催化剂，继续脱水；

在另一个反应器中加入环状内酰胺单体或其相应的氨基酸、助催化剂以及加工助剂，溶解，并脱水；

将两个反应器中的内容物分别加入挤出机进行聚合反应，控制聚合段的温度为160-250℃，控制螺杆转速使得物料在螺杆的停留时间为0.5-8分钟，挤出获得高韧性尼龙合金合金。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

向放置于一个反应器内的环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物并使之溶解，减压脱水；

在另一个反应器中加入环状内酰胺单体或其相应的氨基酸以及包括消泡剂、抗氧剂、光稳定剂在内的加工助剂和催化剂，溶解，并脱水；

将两个反应器中的组分混合注入滚塑成型的模具中，通过双向回转滚塑成型机，在120℃～250℃进行回转反应5～60分钟，获得高韧性尼龙合金的合金。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：向环状内酰胺单体或其相应的氨基酸中加入含有氨酯基团的预聚体和/或聚合物，加热溶解，加入水和抗氧剂，在温度为200-300℃、压力为1-15MPa的条件下进行水解聚合，0.5-10小时后减压并脱水，继续聚合以进一步提高基体的粘度，获得高韧性尼龙合金合金。

10.如权利要求6～9所述的方法，其特征在于，所述催化剂选自金属钠、钾、锂或其氢化物油剂、氢氧化钠、氢氧化钾、醇钠、碳酸钠，还有有机金属化合物，如格氏试剂和烷基铝钠中的一种或几种，所述助催化剂选自异氰酸酯、酰基酰胺、酰氯、碳酸酯、磺酸酯、羧酸酯、磷酸亚胺化合物、氯化磷腈、聚酯、尿素中的一种或几种；所述催化剂的用量为0.0005-10重量％，助催化剂的用量为0.005-4重量％，更好是0.02-2重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计；在水解聚合工艺中，水的加入量为10-100重量％，以环状内酰胺单体或其相应的氨基酸计；所述加工助剂选自包括抗氧剂、光稳定剂在内的常用市售助剂。

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