本發(fā)明屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料及其制備方法。
背景技術(shù):
為了減少環(huán)境污染,2003年歐盟委員會(huì)頒布了《關(guān)于報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令》(weee指令)和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(rohs指令),我國也相繼出臺(tái)了相關(guān)rohs的文件,禁止使用含鉛焊錫。目前使用的焊錫熔點(diǎn)較以前提高了約30℃,以往在電子電氣表面實(shí)裝技術(shù)中廣泛使用的pa66、pbt等材料已不能滿足耐熱性的要求。同時(shí),汽車行業(yè)對耐熱材料也提出了新的要求,為了減少二氧化碳排放,降低油耗,汽車行業(yè)普遍使用提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的方法之一就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度,同時(shí),為了使汽車輕量化,發(fā)動(dòng)機(jī)附近的金屬部件必須塑料化,這對材料的強(qiáng)度和耐熱性也提出了更高的要求。然而,現(xiàn)有的通用塑料已不能滿足上述條件下對耐熱性的需求,因此,新型耐熱性工程塑料亟待開發(fā),而半芳香尼龍是其中發(fā)展較快的一種。
目前,已工業(yè)化生產(chǎn)的半芳香尼龍品種主要是pa6t和pa9t,但pa6t不能進(jìn)行熔融加工成型,而pa9t的成本過高,則限制了它們的廣泛應(yīng)用。
針對上述問題,申請?zhí)枮?01210487517.9的中國發(fā)明專利公布了一種耐高溫半芳香族尼龍復(fù)合材料及其制備方法,所述的復(fù)合材料由包含以下重量份的組分制成:半芳香族尼龍100份、玄武巖纖維15-45份、增韌劑5-15份、偶聯(lián)劑0.2-1份,熱穩(wěn)定劑0.3-0.8份、潤滑劑0.5-1.5份、結(jié)晶成核劑0.3-0.8份。該專利公布的材料為玄武巖纖維增強(qiáng)半芳香族尼龍復(fù)合材料,雖具有較高的強(qiáng)度及較為優(yōu)異的耐熱性,但該復(fù)合材料中玄武巖纖維與半芳香族尼龍之間的相容性會(huì)直接影響材料的穩(wěn)定性,而其中所采用的半芳香族尼龍多為市售的尼龍9t、尼龍10t等,一方面材料成本較高,另一方面上述半芳香族尼龍不易熔融加工,這也制約耐高溫半芳香族 尼龍復(fù)合材料的發(fā)展。因此,從對半芳香尼龍材料自身分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn),來提高材料的熔融加工性能及耐熱性則顯得尤為重要,其具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種耐熱性優(yōu)異,制備工藝簡單,能有效解決半芳香尼龍不易熔融加工及成本過高技術(shù)問題的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料及其制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料,該材料由包括以下摩爾份的組分制備而成:2,6-萘二甲酸18-20份,長碳鏈二元胺20-22份,成核劑0.05-0.1份,催化劑0.002-0.005份以及反應(yīng)溶劑600-1000份;
其中,所述的長碳鏈二元胺選自分子鏈主鏈中含有8個(gè)以上碳原子的脂肪族二元胺中的一種或一種以上。
所述的2,6-萘二甲酸為工業(yè)級粉狀2,6-萘二甲酸,其中,2,6-萘二甲酸的有效成分≥99.7%。
所述的長碳鏈二元胺為1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺中的一種或多種。
所述的成核劑包括硫酸鋇、二氧化鈦、二氧化硅或碳酸鈣中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述的成核劑為硫酸鋇。
所述的催化劑包括次亞磷酸鉀、亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、磷酸鉀、磷酸鎂、磷酸鈣、磷酸鋅、次亞磷酸鉀、次亞磷酸鈉、次亞磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述的催化劑為次亞磷酸鈉。
所述的反應(yīng)溶劑為去離子水。
一種含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備方法,該方法具體包括以下步驟:
(1)按以下摩爾份的組分進(jìn)行備料:
(2)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽的制備:
按摩爾份向反應(yīng)釜中加入50-60%的反應(yīng)溶劑,并在攪拌狀態(tài)下,按摩爾份向反應(yīng)溶劑中加入2,6-萘二甲酸及長碳鏈二元胺,控制溫度為60-90℃,反應(yīng)1-3h,得白色懸濁液,調(diào)節(jié)ph值為7.0-7.5,再繼續(xù)反應(yīng)0.5-2h,使反應(yīng)達(dá)到平衡,冷卻至室溫,后經(jīng)抽濾、干燥,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽;
(3)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備:
按摩爾份將成核劑、催化劑與步驟(2)制得的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽充分混合后,置于反應(yīng)釜中,再加入剩余的反應(yīng)溶劑,攪拌,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入適量的惰性氣體、抽真空,重復(fù)3-5次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.05mpa-0.15mpa的惰性氣體作為保護(hù)氣,隨后,對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至230-260℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.3-2.6mpa,恒溫保持壓力3-5h后,再繼續(xù)對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至300-320℃,對反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓,將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,抽真空,控制真空度為-0.05~-0.09mpa,并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為315-330℃,向反應(yīng)釜充入0.3-1.0mpa惰性氣體,出料,即制得所述的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
步驟(3)中所述的升溫的速率為2-4℃/min,所述的卸壓的時(shí)間控制為1.5-2.5h。
所述的惰性氣體為氮?dú)?、二氧化碳、氬氣或氦氣中的一種。
優(yōu)選的,所述的惰性氣體為氮?dú)狻?/p>
本發(fā)明含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的熔點(diǎn)約為在300℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其分解溫度(450℃左右),因此其加工的溫度范圍很寬,這也使得加工溫度的選擇范圍較寬,在實(shí)際加工過程中可以通過改變溫度來調(diào)節(jié)熔體的流動(dòng)性,故具有優(yōu)異的熔融加工性能。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路是在長碳鏈尼龍主鏈中引入萘環(huán)結(jié)構(gòu),進(jìn)而合成高性能新型含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍,由于含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍?jiān)诜肿又麈溨幸肓溯镰h(huán)結(jié)構(gòu),使得內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空間位阻增大,增加了分子鏈的剛性,進(jìn)而有效提高了材料的耐熱性,同時(shí),本發(fā)明含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料還具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能,可以有效地解決半芳香尼龍不易熔融加工和成本高的問題,且合成出的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍性可替代現(xiàn)有商業(yè)化應(yīng)用的pa9t,有望形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
1)通過添加成核劑,能顯著提高半芳香族耐高溫半芳香族尼龍的結(jié)晶度,進(jìn)而有效提高材料的力學(xué)性能和耐熱性;
2)通過采用去離子水作為反應(yīng)溶劑,無毒,來源廣泛,綠色環(huán)保,能有效減輕環(huán)境壓力,而且能耗也較??;
3)反應(yīng)步驟簡單,反應(yīng)所用的設(shè)備成本低廉,制得的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能及耐熱性能,例如,拉伸強(qiáng)度可高達(dá)94mpa,彎曲強(qiáng)度可高達(dá)117mpa,而相應(yīng)的熱變形溫度(1.82mpa)可高達(dá)136℃,可替代現(xiàn)有商業(yè)化應(yīng)用的pa9t,具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
在以下的實(shí)施例中,采用以下檢測方法:
熔點(diǎn)測試采用差示掃描熱量計(jì)(dsc熱分析儀)進(jìn)行測試分析得到。
熱變形溫度按astmd648-07測試。
拉伸性能按astmd638-10測試,拉伸速率5mm/min。
簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度按astmd6110-10測試。
彎曲強(qiáng)度按astmd790-10測試,下壓速度1.25mm/min。
洛氏硬度按astmd785-08測試。
實(shí)施例1:
含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽制備:將20摩爾份數(shù)2,6-萘二甲酸、20摩爾份數(shù)1,10-癸二胺在攪拌狀態(tài)逐漸加入到裝有300摩爾份數(shù)去離子水的反應(yīng)釜中,控制去離子水溫度為90℃,反應(yīng)1h后得到白色懸濁液,測其ph值,通過添加2,6-萘二甲酸和1,10-癸二胺的方法來逐步調(diào)節(jié)溶液的最終ph值為7.0,繼續(xù)反應(yīng)0.5h使反應(yīng)達(dá)到平衡,把得到的尼龍鹽溶液冷卻至室溫,然后用布式漏斗抽濾,烘箱干燥得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽以備用。
將上述制備的干燥處理后的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽、0.05摩爾份數(shù)成核劑硫酸鋇、0.002摩爾份數(shù)催化劑次亞磷酸鈉充分混合,再次加入到反應(yīng)釜中,并加入500摩爾份數(shù)反應(yīng)溶劑去離子水,開動(dòng)攪拌器,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入氮?dú)?、抽真空,重?fù)3次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后保留0.05mpa氮?dú)庾鳛楸Wo(hù) 氣。
通過循環(huán)導(dǎo)熱油對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,升溫速率約4℃/min,大約1h后反應(yīng)釜溫度升至260℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.6mpa,并在該溫度下保持壓力3h。
繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至320℃時(shí),將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,卸壓時(shí)間為2.5h,之后進(jìn)行抽真空處理0.5h,真空度為-0.09mpa,最終控制釜內(nèi)溫度為330℃,降低攪拌速度,向反應(yīng)釜充入1.0mpa氮?dú)猓隽系玫饺榘咨蛎S色含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
實(shí)施例2:
含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽制備:將20摩爾份數(shù)2,6-萘二甲酸、22摩爾份數(shù)1,13-十三烷二胺在攪拌狀態(tài)逐漸加入到裝有500摩爾份數(shù)去離子水的反應(yīng)釜中,控制去離子水溫度為60℃,反應(yīng)3h后得到白色懸濁液,測其ph值,通過添加2,6-萘二甲酸和1,13-十三烷二胺的方法來逐步調(diào)節(jié)溶液的最終ph值為7.5,繼續(xù)反應(yīng)2h使反應(yīng)達(dá)到平衡,把得到的尼龍鹽溶液冷卻至室溫,然后用布式漏斗抽濾,烘箱干燥得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽以備用。
將上述制備的干燥處理后的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽、0.1摩爾份數(shù)成核劑鈦酸鈣、0.005摩爾份數(shù)催化劑次亞磷酸鈣充分混合,再次加入到反應(yīng)釜中,并加入400摩爾份數(shù)反應(yīng)溶劑去離子水,開動(dòng)攪拌器,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入二氧化碳、抽真空,重復(fù)5次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.15mpa二氧化碳作為保護(hù)氣。
通過循環(huán)導(dǎo)熱油對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,升溫速率約2℃/min,大約2h后反應(yīng)釜溫度升至230℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.3mpa,并在該溫度下保持壓力5h。
繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至300℃時(shí),將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,卸壓時(shí)間為1.5h,之后進(jìn)行抽真空處理1.5h,真空度為-0.07mpa,最終控制釜內(nèi)溫度為315℃,降低攪拌速度,向反應(yīng)釜充入0.3mpa二氧化碳,出料得到乳白色或米黃色含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
實(shí)施例3:
含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽制備:將20摩爾份數(shù)2,6-萘二甲酸、21摩爾份數(shù)1,12-十二烷二胺在攪拌狀態(tài)逐漸加入到裝有400摩爾份數(shù)去離子水的反應(yīng)釜中,控制去離子水溫度為70℃,反應(yīng)2.5h后得到白色懸濁液,測其ph值,通過添加2,6-萘二甲酸和1,12-十二烷二胺的方法來逐步調(diào)節(jié)溶液的最終ph值為7.2,繼續(xù) 反應(yīng)1h使反應(yīng)達(dá)到平衡,把得到的尼龍鹽溶液冷卻至室溫,然后用布式漏斗抽濾,烘箱干燥得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽以備用。
將上述制備的干燥處理后的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽、0.07摩爾份數(shù)成核劑二氧化硅、0.003摩爾份數(shù)催化劑次亞磷酸鉀充分混合,再次加入到反應(yīng)釜中,并加入350摩爾份數(shù)反應(yīng)溶劑去離子水,開動(dòng)攪拌器,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入氬氣、抽真空,重復(fù)5次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.10mpa氬氣作為保護(hù)氣。
通過循環(huán)導(dǎo)熱油對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,升溫速率約3℃/min,大約1.3h后反應(yīng)釜溫度升至240℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.4mpa,并在該溫度下保持壓力4h。
繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至308℃時(shí),將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,卸壓時(shí)間為2h,之后進(jìn)行抽真空處理1h,真空度為-0.06mpa,最終控制釜內(nèi)溫度為320℃,降低攪拌速度,向反應(yīng)釜充入0.7mpa氬氣,出料得到乳白色或米黃色含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
實(shí)施例4:
含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽制備:將20摩爾份數(shù)2,6-萘二甲酸、20.5摩爾份數(shù)1,11-十一烷二胺在攪拌狀態(tài)逐漸加入到裝有450摩爾份數(shù)去離子水的反應(yīng)釜中,控制去離子水溫度為80℃,反應(yīng)2h后得到白色懸濁液,測其ph值,通過添加2,6-萘二甲酸和1,11-十一烷二胺的方法來逐步調(diào)節(jié)溶液的最終ph值為7.3,繼續(xù)反應(yīng)1.6h使反應(yīng)達(dá)到平衡,把得到的尼龍鹽溶液冷卻至室溫,然后用布式漏斗抽濾,烘箱干燥得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽以備用。
將上述制備的干燥處理后的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽、0.08摩爾份數(shù)成核劑二氧化鈦、0.004摩爾份數(shù)催化劑次亞磷酸鎂充分混合,再次加入到反應(yīng)釜中,并加入450摩爾份數(shù)反應(yīng)溶劑去離子水,開動(dòng)攪拌器,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入氮?dú)?、抽真空,重?fù)4次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.75mpa氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣。
通過循環(huán)導(dǎo)熱油對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,升溫速率2.5℃/min,大約1.7h后反應(yīng)釜溫度升至250℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.5mpa,并在該溫度下保持壓力3.5h。
繼續(xù)升高反應(yīng)釜溫度,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至313℃時(shí),將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,卸壓時(shí)間為1.8h,之后進(jìn)行抽真空處理1.2h,真空度為-0.05mpa,最終控制釜內(nèi)溫度為323℃,降低攪拌速度,向反應(yīng)釜充入0.8mpa氮?dú)?,出料得到乳? 色或米黃色含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
將實(shí)施例1-4含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料在注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型,制備astm標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行相關(guān)性能測試,注塑溫度為300-320℃。
對比例1:
取一定量pa6t干燥后在注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型,制備astm標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行相關(guān)性能測試,注塑溫度為310-330℃,測試相關(guān)性能并和實(shí)施例相關(guān)性能進(jìn)行對比。
對比例2:
取一定量pa9t干燥后在注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型,制備astm標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行相關(guān)性能測試,注塑溫度為305-325℃,測試相關(guān)性能并和實(shí)施例相關(guān)性能進(jìn)行對比。
實(shí)施例1-4及對比例1-2的性能測試結(jié)果如表1。
表1實(shí)施例1-4及對比例1-2的性能測試結(jié)果
通過對各實(shí)施例的性能測試結(jié)果可以看出,本發(fā)明制備的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料,熔點(diǎn)和熱變形溫度較高,與pa6t、9t等差不多,具有明顯的耐高溫性。這是由于含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍?jiān)诜肿又麈溨幸肓溯镰h(huán)結(jié)構(gòu),使得內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空間位阻增大,增加了分子鏈的剛性,因此熱性能較為優(yōu)良;從性能還可以看出,合成出來的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的物理機(jī)械性能較好,與國外已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用的半芳香尼龍pa9t物理機(jī)械性能相近;另外合成出料連續(xù)性好,外觀顏色理想,有利于產(chǎn)品推廣銷售。
實(shí)施例5:
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料,由包括以下摩爾份的組分制備而成:2,6-萘二甲酸18份,長碳鏈二元胺21份,成核劑0.07份,催化劑0.004份以及反 應(yīng)溶劑1000份;
其中,長碳鏈二元胺由1,8-辛二胺、1,12-十二烷二胺及1,13-十三烷二胺按摩爾比為1:2:2混合而成;2,6-萘二甲酸為工業(yè)級粉狀2,6-萘二甲酸,其中,2,6-萘二甲酸的有效成分≥99.7%;成核劑為二氧化硅與二氧化鈦按摩爾比為1:1混合而成;反應(yīng)溶劑為去離子水。
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)按以下摩爾份的組分進(jìn)行備料:
(2)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽的制備:
按摩爾份向反應(yīng)釜中加入600份的反應(yīng)溶劑,并在攪拌狀態(tài)下,按摩爾份向反應(yīng)溶劑中加入2,6-萘二甲酸及長碳鏈二元胺,控制溫度為90℃,反應(yīng)1h,得白色懸濁液,調(diào)節(jié)ph值為7.5,再繼續(xù)反應(yīng)0.5h,使反應(yīng)達(dá)到平衡,冷卻至室溫,后經(jīng)抽濾、干燥,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽;
(3)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備:
按摩爾份將成核劑、催化劑與步驟(2)制得的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽充分混合后,置于反應(yīng)釜中,再加入剩余的反應(yīng)溶劑,攪拌,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入適量的惰性氣體、抽真空,重復(fù)5次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.15mpa的惰性氣體作為保護(hù)氣,隨后,對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至260℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.6mpa,恒溫保持壓力3h后,再繼續(xù)對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至320℃,對反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓,將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,抽真空,控制真空度為-0.05mpa,并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為330℃,向反應(yīng)釜充入1.0mpa惰性氣體,出料,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
步驟(3)中升溫的速率為4℃/min,卸壓的時(shí)間控制為1.5h。
惰性氣體為氬氣。
實(shí)施例6:
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料,由包括以下摩爾份的組分制備而成: 2,6-萘二甲酸19份,長碳鏈二元胺20份,成核劑0.08份,催化劑0.005份以及反應(yīng)溶劑800份;
其中,長碳鏈二元胺由1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺及1,13-十三烷二胺按摩爾比為1:1:2混合而成;2,6-萘二甲酸為工業(yè)級粉狀2,6-萘二甲酸,其中,2,6-萘二甲酸的有效成分≥99.7%;成核劑為硫酸鋇、二氧化鈦與二氧化硅按摩爾比為2:1:1混合而成;反應(yīng)溶劑為去離子水。
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)按以下摩爾份的組分進(jìn)行備料:
(2)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽的制備:
按摩爾份向反應(yīng)釜中加入400份的反應(yīng)溶劑,并在攪拌狀態(tài)下,按摩爾份向反應(yīng)溶劑中加入2,6-萘二甲酸及長碳鏈二元胺,控制溫度為60℃,反應(yīng)3h,得白色懸濁液,調(diào)節(jié)ph值為7.0,再繼續(xù)反應(yīng)2h,使反應(yīng)達(dá)到平衡,冷卻至室溫,后經(jīng)抽濾、干燥,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽;
(3)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備:
按摩爾份將成核劑、催化劑與步驟(2)制得的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽充分混合后,置于反應(yīng)釜中,再加入剩余的反應(yīng)溶劑,攪拌,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入適量的惰性氣體、抽真空,重復(fù)4次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.05mpa的惰性氣體作為保護(hù)氣,隨后,對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至230℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.3mpa,恒溫保持壓力5h后,再繼續(xù)對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至300℃,對反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓,將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,抽真空,控制真空度為-0.09mpa,并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為320℃,向反應(yīng)釜充入0.3mpa惰性氣體,出料,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
步驟(3)中升溫的速率為2℃/min,卸壓的時(shí)間控制為2.5h。
惰性氣體為氦氣。
實(shí)施例7:
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料,由包括以下摩爾份的組分制備而成:2,6-萘二甲酸20份,長碳鏈二元胺22份,成核劑0.06份,催化劑0.002份以及反應(yīng)溶劑600份;
其中,長碳鏈二元胺由1,10-癸二胺及1,12-十二烷二胺按摩爾比為1:2混合而成;2,6-萘二甲酸為工業(yè)級粉狀2,6-萘二甲酸,其中,2,6-萘二甲酸的有效成分≥99.7%;成核劑為碳酸鈣;反應(yīng)溶劑為去離子水。
本實(shí)施例含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)按以下摩爾份的組分進(jìn)行備料:
(2)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽的制備:
按摩爾份向反應(yīng)釜中加入360份的反應(yīng)溶劑,并在攪拌狀態(tài)下,按摩爾份向反應(yīng)溶劑中加入2,6-萘二甲酸及長碳鏈二元胺,控制溫度為80℃,反應(yīng)2h,得白色懸濁液,調(diào)節(jié)ph值為7.2,再繼續(xù)反應(yīng)1.5h,使反應(yīng)達(dá)到平衡,冷卻至室溫,后經(jīng)抽濾、干燥,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽;
(3)含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料的制備:
按摩爾份將成核劑、催化劑與步驟(2)制得的含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍鹽充分混合后,置于反應(yīng)釜中,再加入剩余的反應(yīng)溶劑,攪拌,并向反應(yīng)釜內(nèi)充入適量的惰性氣體、抽真空,重復(fù)3次,以充分排除預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,最后預(yù)留0.1mpa的惰性氣體作為保護(hù)氣,隨后,對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至240℃,反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至2.5mpa,恒溫保持壓力4h后,再繼續(xù)對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至310℃,對反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓,將反應(yīng)釜內(nèi)壓力慢慢卸至常壓,抽真空,控制真空度為-0.07mpa,并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為318℃,向反應(yīng)釜充入0.8mpa惰性氣體,出料,即制得含萘環(huán)長碳鏈半芳香尼龍材料。
步驟(3)中升溫的速率為3℃/min,卸壓的時(shí)間控制為2h。
惰性氣體為氮?dú)狻?/p>
上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本 發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此,本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。