一种半芳香尼龙的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及尼龙的制备领域，尤其涉及一种半芳香尼龙及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 半芳香尼龙是由带有芳香环的二元酸或二元胺与脂肪族二胺或二酸经过共聚得 到的一种聚酰胺材料，其兼具脂肪族尼龙的易加工性与全芳香尼龙的高强度、耐热、耐溶 剂、低吸湿的优点。多样的成型加工方式与优异的性能，使其能够适用于一些脂肪族尼龙与 全芳族尼龙都无法满足要求的领域，如汽车发动机部件的轻量化、电子器件的表面安装技 术。目前，主要的半芳香尼龙产品有：尼龙6T共聚物、尼龙9T、尼龙IOT等。其中尼龙6T共 聚物由尼龙6T盐与其他脂肪族尼龙盐共聚得到，由于通过改变各原料含量可以得到一系 列不同性能的产品以满足不同的应用要求，而且其原料相对易得，尼龙6T共聚物在现有半 芳香尼龙产品中占有最大的比例。
[0004] US4603166、 US4603193、 US4831108、 US4163101、 US5387645、 US5112685、 US5153250、US5500473、US5981692、US5516882 号等美国专利文献以及 CN1537881A、 CN1127266A、CN1246490A、CN1227232A、CN1590433A号等中国专利文献都公开了半芳香尼龙 的制备方法，对于聚合工艺问题都提出了解决方案。但这些专利中，预聚合工艺有的采用了 聚合温度高或聚合压力大的合成方法，聚合物易氧化，且对设备要求高；有的采用了聚合温 度低的合成方法，这容易造成釜内固化，出料不顺，且预聚物初始粘度低，不利于后续增粘； 现有增粘工艺选用的是固相增粘，此工艺增粘时间长，生产效率低。因此，找到一种更有效 地合成工艺以解决聚合物氧化及釜内固化问题，并得到一种适中粘度的预聚物、且能快速 有效增粘的半芳香尼龙产品，这一直是本领域技术人员长期面临克服的技术问题。
【背景技术】
[0005] 半芳香尼龙是由带有芳香环的二元酸或二元胺与脂肪族二胺或二酸经过共聚得 到的一种聚酰胺材料，其兼具脂肪族尼龙的易加工性与全芳香尼龙的高强度、耐热、耐溶 剂、低吸湿的优点。多样的成型加工方式与优异的性能，使其能够适用于一些脂肪族尼龙与 全芳族尼龙都无法满足要求的领域，如汽车发动机部件的轻量化、电子器件的表面安装技 术。目前，主要的半芳香尼龙产品有：尼龙6T共聚物、尼龙9T、尼龙IOT等。其中尼龙6T共 聚物由尼龙6T盐与其他脂肪族尼龙盐共聚得到，由于通过改变各原料含量可以得到一系 列不同性能的产品以满足不同的应用要求，而且其原料相对易得，尼龙6T共聚物在现有半 芳香尼龙产品中占有最大的比例。
[0006] US4603166、 US4603193、 US4831108、 US4163101、 US5387645、 US5112685、 US5153250、US5500473、US5981692、US5516882 号等美国专利文献以及 CN1537881A、 CN1127266A、CN1246490A、CN1227232A、CN1590433A号等中国专利文献都公开了半芳香尼龙 的制备方法，对于聚合工艺问题都提出了解决方案。但这些专利中，预聚合工艺有的采用了 聚合温度高或聚合压力大的合成方法，聚合物易氧化，且对设备要求高；有的采用了聚合温 度低的合成方法，这容易造成釜内固化，出料不顺，且预聚物初始粘度低，不利于后续增粘； 现有增粘工艺选用的是固相增粘，此工艺增粘时间长，生产效率低。因此，找到一种更有效 地合成工艺以解决聚合物氧化及釜内固化问题，并得到一种适中粘度的预聚物、且能快速 有效增粘的半芳香尼龙产品，这一直是本领域技术人员长期面临克服的技术问题。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种 半芳香尼龙的制备方法，该制备方法能使得出料顺利且产率高，并得到粘度适中的预聚物， 且有利于后期快速、有效地增粘。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种半芳香尼龙的制备方法，包 括以下步骤： (1) 预聚物的制备：按相应质量份数称取尼龙盐混合物、封端剂、催化剂、抗氧剂和去离 子水，将前述原料加入聚合反应釜中，闭合聚合反应釜，使釜内保持惰性气氛；通过加热使 釜内温度达到160°C以上，使釜内压力达到I. 2MPa以上，使加入聚合反应釜内的原料充分 反应；然后继续提高釜内的温度至250°C以上(优选250°C~300°C)，并释放聚合反应釜内 的水蒸气以逐步降低釜内压力至0.8 MPa以下，最后将反应得到的预聚物从釜中排出；通 过控制合适的釜内温度及釜内压强，使预聚物的粘度控制在合理范围内，同时避免预聚物 被氧化或发生固化； (2) 预聚物的增粘：将上述得到的预聚物先进行粉碎，然后通过挤出机熔融，再输送至 液相增粘釜快速有效地提高其粘度，得到所述半芳香尼龙产品。
[0009] 在目前的尼龙产业中，特别是半芳香尼龙的制备中，还没有尝试使用液相增粘技 的相关报道，在常规的固相增粘方式中，半芳香尼龙以固体颗粒方式投入固相釜，低真空度 条件下，水分子先从颗粒内部扩散至颗粒表面，然后再从颗粒表面脱出，但小分子脱除速率 较低，粘度增加很慢，而我们通过将半芳香尼龙预聚体(半芳香低粘熔体）从液相增粘釜顶 部进入，通过分配器进行分配，均匀地利用自身重力慢慢地自然滑落，形成低粘度熔体连续 薄膜，在低真空度条件下，水分子直接从薄膜表面脱除，粘度迅速增加。
[0010] 上述的制备方法中，优选的：所述尼龙盐混合物、封端剂、催化剂、抗氧剂和去离子 水的质量份数配比如下： 尼龙盐混合物 100份； 封端剂 0. 3~I. 0份； 催化剂 0. 1~0. 6份； 抗氧剂 0. 5~I. 0份； 去离子水 20~60份。
[0011] 上述的制备方法中，优选的：所述尼龙盐混合物由以下质量分数的组分组成： 尼龙盐I 40%~60% ; 尼龙盐II 5%~55%; 尼龙盐III 5%~55% ; 所述尼龙盐I为尼龙6T盐、尼龙9T盐、尼龙IOT盐、尼龙IlT盐、尼龙12T盐或尼龙 13T盐，所述尼龙盐II为尼龙66盐、尼龙61盐、尼龙610盐、尼龙612盐或己内酰胺，所述尼 龙盐III为尼龙1010盐、尼龙1212盐、十二内酰胺或ω-氨基十三酸。
[0012] 上述的尼龙盐I、尼龙盐II以及尼龙盐III主要由以下原料组分芳香族二羧酸、月旨 肪族二羧酸、脂环族二羧酸及脂肪族二元胺等合成制备得到： 芳香族二羧酸主要包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2, 5-二氯对苯 二甲酸、2, 6-萘二酸、2, 7-萘二酸、1，4-萘二酸、4, 4' -联苯二甲酸、二苯基甲烷-4, 4' -二 羧酸、二苯基砜-4, 4' -二羧酸中的一种或几种，特别优选对苯二甲酸或间苯二甲酸； 脂肪族二羧酸或脂环族二羧酸具体包括丙二酸、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_环戊烷二羧酸和1，4-环己烷二羧酸中的一种或几种，特别优选己二酸或癸二酸； 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-辛二胺中的一种或几种，优选 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种或几种，特别优 选1，6-己二胺、1，10-癸二胺。
[0013] 上述的制备方法，优选的：所述封端剂为苯甲酸、2-萘甲酸或2-萘乙酸中的任意