半芳香族聚酰胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰胺的制備方法，尤其是一種半芳香族聚酰胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半芳香族聚酰胺是帶芳環(huán)的二胺或二羧酸與脂肪族二羧酸或二胺縮聚反應(yīng)制備的聚酰胺。由于在聚酰胺分子主鏈中導(dǎo)入了芳環(huán)，半芳香族聚酰胺比常用的聚酰胺(如尼龍6，尼龍66)有更高的耐熱性和吸水率。隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，電子行業(yè)和汽車業(yè)對(duì)所使用的聚酰胺的耐熱性等性能有更高的要求，這使得半芳香族聚酰胺在這些方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]在合成尼龍時(shí)，為了便于控制二元酸、二元胺的摩爾比例，并且除掉單體中的雜質(zhì)，通常采用先制成尼龍鹽再進(jìn)行縮聚的方法。專利CN101456804公開(kāi)了一種采用有機(jī)物作為溶劑的半芳香族尼龍鹽制備方法，但相對(duì)于使用水作為溶劑，用有機(jī)溶劑成本較大，而且有安全方面的隱患。專利CN 1887841公開(kāi)了一種以水作為溶劑制備半芳香族尼龍鹽的方法，但該方法水用量較大，生產(chǎn)效率難以提高。
[0004]專利US5516882、US5981692和US962628描述了以對(duì)苯甲二酸、間苯二甲酸、1，6-己二酸、I, 6-己二胺和2-甲基-1，5-戊二胺為主要原料，通過(guò)300°C以上的高溫熔融聚合來(lái)合成聚酰胺6T共聚物的方法。專利US6140459描述了以對(duì)苯二甲酸、I, 6-己二胺和另一種脂肪族長(zhǎng)鏈二元羧酸為原料，通過(guò)熔融聚合來(lái)合成聚酰胺6T共聚物。采用熔融聚合制備半芳香族聚酰胺時(shí)，后期聚合反應(yīng)溫度會(huì)超過(guò)聚合物的熔點(diǎn)，且在高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，各種副反應(yīng)以及聚合物的降解反應(yīng)劇烈，容易造成聚合物色調(diào)變差、機(jī)械強(qiáng)度降低和成型性變壞的現(xiàn)象。專利US615869描述了先在有水存在的條件下，合成低特性粘度預(yù)聚物，然后經(jīng)過(guò)固相增粘反應(yīng)制備聚酰胺9T的方法。該方法的問(wèn)題在于為了得到特性粘度較高的預(yù)聚物，需要保持預(yù)聚物為液體狀態(tài)，在預(yù)聚合過(guò)程中需要添加較多的水，這樣導(dǎo)致反應(yīng)壓力提高，對(duì)設(shè)備的要求也要相應(yīng)提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種半芳香族聚酰胺的制備方法，該方法水用量較少，聚合過(guò)程流程短，對(duì)設(shè)備的要求不高，便于連續(xù)化生產(chǎn)。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種半芳香族聚酰胺的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
(1)向造鹽釜內(nèi)投入物料，按重量份數(shù)計(jì):
水100份、癸二胺45-55份、對(duì)苯二甲酸45-55份、抗氧劑0.1-0.5份、分子量調(diào)節(jié)劑0.01-0.2份和催化劑0.1-0.5份，在溫度140-160°c下，反應(yīng)0.5-1小時(shí)后得到聚對(duì)苯二甲酰癸二胺(即PA10T)鹽溶液，然后取樣測(cè)定酸度，酸度控制在0.1-2 ；
(2)將PAlOT鹽溶液在結(jié)晶器中結(jié)晶，結(jié)晶溫度為25-80°C，得到PAlOT鹽結(jié)晶；
(3)將PAlOT鹽結(jié)晶放入離心機(jī)，甩干，得到濕PAlOT鹽； (4)將濕PAlOT鹽放入干燥鍋中干燥，干燥溫度為80-120°C，干燥時(shí)間為1_2小時(shí)，得到干PAlOT鹽；
(5 )將干P A1 T鹽通過(guò)連續(xù)喂料裝置送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為300-320°C，停留時(shí)間為8-10分鐘，得到PAlOT預(yù)聚體熔體，PAlOT預(yù)聚體熔體通過(guò)安裝在雙螺桿擠出機(jī)末端的噴嘴噴出，以粉末的形式回收，得到PAlOT預(yù)聚體；
(6)將PAlOT預(yù)聚體放入固相增粘釜進(jìn)行增粘，增粘溫度為200-280°C，增粘時(shí)間為10-40小時(shí)；或?qū)AlOT預(yù)聚體送入帶有排氣口的擠出設(shè)備，在抽真空的條件下進(jìn)行熔融增粘，增粘溫度為320-350°C，停留時(shí)間為1-8分鐘，真空度為-0.1—0.09MPa，得到PAlOT樹(shù)脂。
[0007]所述分子量調(diào)節(jié)劑為苯甲酸、乙酸或丙酸。
[0008]所述催化劑為亞磷酸、次磷酸鈉或亞磷酸鈉。
[0009]本發(fā)明以癸二胺、對(duì)苯二甲酸為主要原料，用較少的水做溶劑制備半芳香族聚酰胺鹽，經(jīng)過(guò)短時(shí)間高溫高壓制備半芳香族聚酰胺預(yù)聚體，最后通過(guò)固相增粘或熔融增粘得到半芳香族聚酰胺，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于造鹽用水作溶劑，水用量較少，聚合過(guò)程流程短，采用常規(guī)設(shè)備，對(duì)設(shè)備的要求不高，便于連續(xù)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011]本發(fā)明所述抗氧劑可選用市售商品如抗氧劑P-EPQ、抗氧劑1098、抗氧劑168、抗氧劑1010或抗氧劑1076 ;所述分子量調(diào)節(jié)劑為苯甲酸、乙酸或丙酸；所述催化劑為亞磷酸、次磷酸鈉或亞磷酸鈉。
[0012]實(shí)施例1
半芳香族聚酰胺的制備方法，包括以下步驟:
(1)向造鹽釜內(nèi)投入物料，按重量份數(shù)計(jì):
水100份、癸二胺51份、對(duì)苯二甲酸49份、抗氧劑P-EPQ 0.1份、苯甲酸0.01份和亞磷酸0.1份，在溫度140°C下，反應(yīng)I小時(shí)后得到聚對(duì)苯二甲酰癸二胺(PAlOT)鹽溶液，然后取樣測(cè)定酸度，酸度控制在0.1-0.6 ；
(2)將PAlOT鹽溶液在結(jié)晶器中結(jié)晶，結(jié)晶溫度為25°C，得到PAlOT鹽結(jié)晶；
(3)將PAlOT鹽結(jié)晶放入離心機(jī)，甩干，得到濕PAlOT鹽；
(4)將濕PAlOT鹽放入干燥鍋中干燥，干燥溫度為100°C，干燥時(shí)間為I小時(shí)，得到干PAlOT 鹽；
(5 )將干P A1 T鹽通過(guò)連續(xù)喂料裝置送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為300°C，停留時(shí)間為10分鐘，得到PAlOT預(yù)聚體熔體，PAlOT預(yù)聚體熔體通過(guò)安裝在雙螺桿擠出機(jī)末端的噴嘴噴出，以粉末的形式回收，得到PAlOT預(yù)聚體；
(6 )將PAlOT預(yù)聚體放入固相增粘釜進(jìn)行增粘，增粘溫度為200 V，增粘時(shí)間為40小時(shí)，得到PAlOT樹(shù)脂。
[0013]實(shí)施例2
半芳香族聚酰胺的制備方法，包括以下步驟:
(I)向造鹽釜內(nèi)投入物料，按重量份數(shù)計(jì): 水100份、癸二胺45份、對(duì)苯二甲酸55份、抗氧劑168 0.1份、乙酸0.1份和次磷酸鈉0.3份，在溫度150°C下，反應(yīng)I小時(shí)后得到聚對(duì)苯二甲酰癸二胺(PAlOT)鹽溶液，然后取樣測(cè)定酸度，酸度控制在0.7-1 ；
(2)將PAlOT鹽溶液在結(jié)晶器中結(jié)晶，結(jié)晶溫度為50°C，得到PAlOT鹽結(jié)晶；
(3)將PAlOT鹽結(jié)晶放入離心機(jī)，甩干，得到濕PAlOT鹽；
(4)將濕PAlOT鹽放入干燥鍋中干燥，干燥溫度為120°C，干燥時(shí)間為1.5小時(shí)，得到干PAlOT 鹽；
(5 )將干P A1 T鹽通過(guò)連續(xù)喂料裝置送入雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為310°C，停留時(shí)間為9分鐘，得到PAlOT預(yù)聚體熔體，PAlOT預(yù)聚體熔體通過(guò)安裝在雙螺桿擠出機(jī)末端的噴嘴噴出，以粉末的形式回收，得到PAlOT預(yù)聚體；
(6 )將PAlOT預(yù)聚體放入固相增粘釜進(jìn)行增粘，增粘溫度為240 V，增粘時(shí)間為20小時(shí)，得到PAlOT樹(shù)脂。
[0014]實(shí)施例3
半芳香族聚酰胺的制備方法，包括以下步驟:
(1)向造鹽釜內(nèi)投入物料，按重量份數(shù)計(jì):
水100份、癸二胺55份、對(duì)苯二甲酸45份、抗氧劑1076 0.5份、丙酸0.2份和亞磷酸鈉0.5份，