一種半芳香尼龍的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及尼龍的制備領域，尤其涉及一種半芳香尼龍及其制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003] 半芳香尼龍是由帶有芳香環的二元酸或二元胺與脂肪族二胺或二酸經過共聚得 到的一種聚酰胺材料，其兼具脂肪族尼龍的易加工性與全芳香尼龍的高強度、耐熱、耐溶 劑、低吸濕的優點。多樣的成型加工方式與優異的性能，使其能夠適用于一些脂肪族尼龍與 全芳族尼龍都無法滿足要求的領域，如汽車發動機部件的輕量化、電子器件的表面安裝技 術。目前，主要的半芳香尼龍產品有：尼龍6T共聚物、尼龍9T、尼龍IOT等。其中尼龍6T共 聚物由尼龍6T鹽與其他脂肪族尼龍鹽共聚得到，由于通過改變各原料含量可以得到一系 列不同性能的產品以滿足不同的應用要求，而且其原料相對易得，尼龍6T共聚物在現有半 芳香尼龍產品中占有最大的比例。
[0004] US4603166、 US4603193、 US4831108、 US4163101、 US5387645、 US5112685、 US5153250、US5500473、US5981692、US5516882 號等美國專利文獻以及 CN1537881A、 CN1127266A、CN1246490A、CN1227232A、CN1590433A號等中國專利文獻都公開了半芳香尼龍 的制備方法，對于聚合工藝問題都提出了解決方案。但這些專利中，預聚合工藝有的采用了 聚合溫度高或聚合壓力大的合成方法，聚合物易氧化，且對設備要求高；有的采用了聚合溫 度低的合成方法，這容易造成釜內固化，出料不順，且預聚物初始粘度低，不利于后續增粘； 現有增粘工藝選用的是固相增粘，此工藝增粘時間長，生產效率低。因此，找到一種更有效 地合成工藝以解決聚合物氧化及釜內固化問題，并得到一種適中粘度的預聚物、且能快速 有效增粘的半芳香尼龍產品，這一直是本領域技術人員長期面臨克服的技術問題。
【背景技術】
[0005] 半芳香尼龍是由帶有芳香環的二元酸或二元胺與脂肪族二胺或二酸經過共聚得 到的一種聚酰胺材料，其兼具脂肪族尼龍的易加工性與全芳香尼龍的高強度、耐熱、耐溶 劑、低吸濕的優點。多樣的成型加工方式與優異的性能，使其能夠適用于一些脂肪族尼龍與 全芳族尼龍都無法滿足要求的領域，如汽車發動機部件的輕量化、電子器件的表面安裝技 術。目前，主要的半芳香尼龍產品有：尼龍6T共聚物、尼龍9T、尼龍IOT等。其中尼龍6T共 聚物由尼龍6T鹽與其他脂肪族尼龍鹽共聚得到，由于通過改變各原料含量可以得到一系 列不同性能的產品以滿足不同的應用要求，而且其原料相對易得，尼龍6T共聚物在現有半 芳香尼龍產品中占有最大的比例。
[0006] US4603166、 US4603193、 US4831108、 US4163101、 US5387645、 US5112685、 US5153250、US5500473、US5981692、US5516882 號等美國專利文獻以及 CN1537881A、 CN1127266A、CN1246490A、CN1227232A、CN1590433A號等中國專利文獻都公開了半芳香尼龍 的制備方法，對于聚合工藝問題都提出了解決方案。但這些專利中，預聚合工藝有的采用了 聚合溫度高或聚合壓力大的合成方法，聚合物易氧化，且對設備要求高；有的采用了聚合溫 度低的合成方法，這容易造成釜內固化，出料不順，且預聚物初始粘度低，不利于后續增粘； 現有增粘工藝選用的是固相增粘，此工藝增粘時間長，生產效率低。因此，找到一種更有效 地合成工藝以解決聚合物氧化及釜內固化問題，并得到一種適中粘度的預聚物、且能快速 有效增粘的半芳香尼龍產品，這一直是本領域技術人員長期面臨克服的技術問題。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是克服以上【背景技術】中提到的不足和缺陷，提供一種 半芳香尼龍的制備方法，該制備方法能使得出料順利且產率高，并得到粘度適中的預聚物， 且有利于后期快速、有效地增粘。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種半芳香尼龍的制備方法，包 括以下步驟： (1) 預聚物的制備：按相應質量份數稱取尼龍鹽混合物、封端劑、催化劑、抗氧劑和去離 子水，將前述原料加入聚合反應釜中，閉合聚合反應釜，使釜內保持惰性氣氛；通過加熱使 釜內溫度達到160°C以上，使釜內壓力達到I. 2MPa以上，使加入聚合反應釜內的原料充分 反應；然后繼續提高釜內的溫度至250°C以上(優選250°C~300°C)，并釋放聚合反應釜內 的水蒸氣以逐步降低釜內壓力至0.8 MPa以下，最后將反應得到的預聚物從釜中排出；通 過控制合適的釜內溫度及釜內壓強，使預聚物的粘度控制在合理范圍內，同時避免預聚物 被氧化或發生固化； (2) 預聚物的增粘：將上述得到的預聚物先進行粉碎，然后通過擠出機熔融，再輸送至 液相增粘釜快速有效地提高其粘度，得到所述半芳香尼龍產品。
[0009] 在目前的尼龍產業中，特別是半芳香尼龍的制備中，還沒有嘗試使用液相增粘技 的相關報道，在常規的固相增粘方式中，半芳香尼龍以固體顆粒方式投入固相釜，低真空度 條件下，水分子先從顆粒內部擴散至顆粒表面，然后再從顆粒表面脫出，但小分子脫除速率 較低，粘度增加很慢，而我們通過將半芳香尼龍預聚體(半芳香低粘熔體）從液相增粘釜頂 部進入，通過分配器進行分配，均勻地利用自身重力慢慢地自然滑落，形成低粘度熔體連續 薄膜，在低真空度條件下，水分子直接從薄膜表面脫除，粘度迅速增加。
[0010] 上述的制備方法中，優選的：所述尼龍鹽混合物、封端劑、催化劑、抗氧劑和去離子 水的質量份數配比如下： 尼龍鹽混合物 100份； 封端劑 0. 3~I. 0份； 催化劑 0. 1~0. 6份； 抗氧劑 0. 5~I. 0份； 去離子水 20~60份。
[0011] 上述的制備方法中，優選的：所述尼龍鹽混合物由以下質量分數的組分組成： 尼龍鹽I 40%~60% ; 尼龍鹽II 5%~55%; 尼龍鹽III 5%~55% ; 所述尼龍鹽I為尼龍6T鹽、尼龍9T鹽、尼龍IOT鹽、尼龍IlT鹽、尼龍12T鹽或尼龍 13T鹽，所述尼龍鹽II為尼龍66鹽、尼龍61鹽、尼龍610鹽、尼龍612鹽或己內酰胺，所述尼 龍鹽III為尼龍1010鹽、尼龍1212鹽、十二內酰胺或ω-氨基十三酸。
[0012] 上述的尼龍鹽I、尼龍鹽II以及尼龍鹽III主要由以下原料組分芳香族二羧酸、月旨 肪族二羧酸、脂環族二羧酸及脂肪族二元胺等合成制備得到： 芳香族二羧酸主要包括對苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2, 5-二氯對苯 二甲酸、2, 6-萘二酸、2, 7-萘二酸、1，4-萘二酸、4, 4' -聯苯二甲酸、二苯基甲烷-4, 4' -二 羧酸、二苯基砜-4, 4' -二羧酸中的一種或幾種，特別優選對苯二甲酸或間苯二甲酸； 脂肪族二羧酸或脂環族二羧酸具體包括丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二 酸、壬二酸、癸二酸，二甲基丙二酸、3, 3-二乙基丁二酸、2-甲基己二酸、2, 2-二甲基戊二 酸、1，3_環戊烷二羧酸和1，4-環己烷二羧酸中的一種或幾種，特別優選己二酸或癸二酸； 脂肪族二兀胺主要包括1，4- 丁二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬 二胺、1，10-癸二胺、1，11-十一烷二胺、1，12-十二烷二胺、1，13-十三烷二胺、2-甲 基-1，5-戊二胺、2, 2, 4-三甲基-1，6-己二胺、2-甲基-1，8-辛二胺中的一種或幾種，優選 1，6-己二胺、1，10-癸二胺、1，12-十二烷二胺、1，13-十三烷二胺中的一種或幾種，特別優 選1，6-己二胺、1，10-癸二胺。
[0013] 上述的制備方法，優選的：所述封端劑為苯甲酸、2-萘甲酸或2-萘乙酸中的任意