一種支鏈尼龍樹脂的制備方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種支鏈尼龍樹脂的制備方法，其特征在于采用磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯和氨基酸中的任意一種或其混合物作為己內酰胺開環(huán)的催化劑，有效地提高己內酰胺開環(huán)聚合速度。與己內酰胺水解開環(huán)聚合比較。本發(fā)明專利技術提供的制備方法反應速度快、聚合溫度低，生產周期短等特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及聚合物制備領域，尤其涉及一種支鏈尼龍樹脂的制備方法。
技術介紹
聚酰胺纖維俗稱尼龍（Nylon），英文名稱Polyamide（簡稱PA），密度1.15g/cm3;，是分子主鏈上含有重復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。是美國著名化學家卡羅瑟斯和他的科研小組專利技術的。尼龍，是聚酰胺纖維（錦綸）的一種說法，可制成長纖或短纖。近年來，隨著汽車、電子和機械等行業(yè)的設備部件向輕量化和小型化發(fā)展的趨勢，開發(fā)高流動可快速成型的尼龍材料成為新品開發(fā)的熱點。在申請?zhí)枮?01110233490.6的中國專利中描述了一種支鏈尼龍樹脂的合成制備方法。該制備方法在尼龍分子中引入枝鏈結構，使得支鏈尼龍在力學性能基本保持不變的前提下，熔體流動性和沖擊強度較線性尼龍有成倍的提高，有效解決了線性尼龍流動性不好的問題。此專利采用水作引發(fā)劑，聚合時間較長，反應溫度高，聚合壓力高，能耗大，從而使支鏈尼龍合成成本高，限制了支鏈尼龍的工業(yè)化生產和應用推廣。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術在于提供一種反應速度快、聚合溫度低、生產周期短、物耗能耗低的支鏈尼龍樹脂的制備方法。為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種支鏈尼龍樹脂的制備方法，包括：將己內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到混合物并在200-260℃下進行開環(huán)反應后得到支鏈尼龍。優(yōu)選的，所述催化劑為磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯、和氨基酸的一種或幾種的混合物。所述枝化改性劑為端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亞胺化合物和端氨基聚醚/聚乙烯亞胺混合化合物中的任意一種。優(yōu)選的，所述磷酸酯通式為：R3PO4，其中R為氫，碳原子個數(shù)為1-18的烷基或I式所式的苯基R1為氫或碳原子個數(shù)為1~10的烷基。優(yōu)選的，所述氨基酸具有式II所示結構其中R2為碳原子個數(shù)為6~12的烷基。優(yōu)選的，所述催化劑添加量為內酰胺單體摩爾含量的0.1~5%。優(yōu)選的，所述枝化劑添加量為內酰胺單體摩爾含量的1.0~5%。優(yōu)選的，反應溫度為200-260℃，反應壓力為常壓，反應時間為8-10小時。本專利技術提供了一種支鏈尼龍樹脂的制備方法，包括以下步驟：a）將內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到第一混合物；所述催化劑為磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯、氨基酸中的任意一種；b）將所述第一混合物升溫至200~260℃，內酰胺單體進行開環(huán)反應后得到第二混合物；c）將所述第二混合物進行縮合聚合反應，得到支鏈尼龍樹脂。本專利技術通過采用新型復合催化劑，降低開環(huán)反應活化能、加快開環(huán)反應速率，能快速高效的制備出高流動性和韌性佳的支鏈尼龍樹脂。與現(xiàn)有支鏈尼龍合成工藝技術相比，本專利技術的優(yōu)點是聚合溫度低，生產周期短，工藝成本低，生產效率高，物耗、能耗低，聚合壓力小的特點。具體實施方式本專利技術提供一種催化法制備枝鏈尼龍6的方法，其關鍵在于采用磷酸酯類、氨基酸類或此兩類中的混合物作為己內酸胺開環(huán)反應的催化劑。本專利技術提供了一種支鏈尼龍的制備方法，包括以下步驟：將己內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到混合物并在200-260℃下進行開環(huán)反應后得到支鏈尼龍。具體為：a）將內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到混合物；所述催化劑為磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯和氨基酸中的任意一種；b）將所述混合物升溫至200~260℃，內酰胺單體進行開環(huán)反應后得到己內酰胺低聚體；c）將所述己內酰胺低聚體進行縮合聚合反應，得到支鏈尼龍樹脂。由于本專利技術制備的是支鏈尼龍，所以使用的單體和催化劑需要特殊的選擇，尤其是催化劑，能夠有效的降低聚合溫度，縮短聚合時間，所以使用合適的催化劑是本專利技術的關鍵所在。按照本專利技術，所述催化劑為磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯、氨基酸中的任意一種；優(yōu)選為磷酸酯、亞磷酸酯或磷酸的水溶液。其中所述磷酸酯所述磷酸酯通式為：R3PO4，R為氫、碳原子個數(shù)為1~18的烷基或式I所示的苯基：R1為氫或碳原子個數(shù)為1~10的烷基。按照本專利技術，所述氨基酸具有式II所示結構其中R2為碳原子個數(shù)為6~12的烷基。按照本專利技術，所述改性劑是通過在聚合過程中在所述聚酰胺分子鏈上連接改性基團，從而實現(xiàn)聚酰胺分子的官能化，由于本專利技術使用的單體為己內酰胺單體，改性劑優(yōu)選為端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亞胺化合物和端氨基聚醚/聚乙烯亞胺混合物中的一種或幾種按照本專利技術，所述催化劑占內酰胺單體摩爾含量的0.5~5%，更優(yōu)選為0.5-1.0%。改性劑化合物占內酰胺單體摩爾含量的1.0%~10%，更優(yōu)選為6.0~8%。按照本專利技術所述內酰胺單體有選為己內酰胺、庚內酰胺、十一內酰胺、十二內酰胺中的任意一種。更優(yōu)選為己內酰胺、庚內酰胺。為了進一步的增加支鏈尼龍樹脂的產率和縮短制備時間，所述步驟b）具體為：b1）將所聚合單體、改性劑、催化劑依次加入反應釜內，關緊加料蓋，接通聚合釜夾套冷卻水，用高純氮氣充壓使釜內壓力為0.2Mpa~0.5Mpa，打開卸壓閥抽真空，使釜壓降至-0.03Mpa~-0.05Mpa，如此操作數(shù)次，最后通高純氮氣至常壓，再關緊排氣閥；b2）將所述反應釜加熱，當溫度達到80℃左右時，開啟攪拌，攪拌速率控制在60rpm~240rpm之間，升溫至200~260℃，己內酰胺單體進行開環(huán)反應，反應時間為1.0-4小時后，步驟c）具體為：進入真空聚合，真空為-0.02-0.08Mpa,溫度：250-280℃,時間為2-4小時，再進入反應平衡，化合物溫度為260-280℃，時間為1.0-2.0小時。即可結束聚合，出料切拉、萃取、干燥、包裝。下面結合實例詳細說明本專利技術，但本專利技術并不只局限于以下實例。本專利技術中，所選開環(huán)催化劑可以是磷酸、氨基己酸或混合氨基酸。氨基己酸與磷酸酯混合使用。具體實施步驟：1、將己內酰胺、催化劑、枝化改性劑按前述比例加入聚合釜，加熱熔融。并升溫到230℃2、當溫度升至230℃時，開始攪拌。3、當反應溫度至240℃時，注意控制溫度（240℃-260℃），反應時間約為5小時。4、反應5小時后，開始抽真空。真空度控制在0.06MPa以上，在真空下連續(xù)反應2-4小時。5、平衡一定時間如1-2小時后，出料切粒，并制樣檢測各種性能。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種支鏈尼龍樹脂的制備方法，其特征在于，包括：將己內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到混合物并在200？260℃下進行開環(huán)反應后得到支鏈尼龍。

【技術特征摘要】
1.一種支鏈尼龍樹脂的制備方法，其特征在于，包括：
將己內酰胺單體、催化劑和改性劑混合得到混合物并在200-260
℃下進行開環(huán)反應后得到支鏈尼龍。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑
為磷酸、磷酸酯、亞磷酸酯、和氨基酸的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述枝化改
性劑為端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亞胺化合物和
端氨基聚醚/聚乙烯亞胺混合化合物中的任意一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸酯
通式為：R3PO4，
其中R為氫，碳原子...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鄧凱桓，胡天輝，
申請(專利權)人：株洲時代新材料科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：