一種耐高溫共聚尼龍6t/6i材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料尼龍合成領(lǐng)域，涉及一種耐高溫共聚尼龍材料及其制備方 法。 技術(shù)背景
[0002] 尼龍(聚酰胺）是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種熱塑性工程塑料，它具有強(qiáng)韌耐 磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等優(yōu)異特性，被廣泛應(yīng)用于汽車零配件、電子電器、機(jī)械等 行業(yè)，六十年來(lái)，在工程塑料的激烈競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)步增長(zhǎng)，其需求量迄今一直居于五大工程塑料 的首位。
[0003] 隨著工業(yè)發(fā)展需求，新設(shè)計(jì)發(fā)明的多數(shù)電機(jī)和會(huì)發(fā)熱部件的罩殼存在一種采用耐 高溫高分子材料代替金屬和熱固性材料的趨勢(shì)，雖然市場(chǎng)上出現(xiàn)了用塑料代替金屬做了一 些部件，一般的工程塑料具有金屬性能，但某些產(chǎn)品會(huì)在高溫下發(fā)生軟化從而失去應(yīng)有的 性能，最終對(duì)生產(chǎn)運(yùn)作產(chǎn)生嚴(yán)重問(wèn)題和影響，耐高溫尼龍?jiān)谶@種背景下應(yīng)運(yùn)而生，目前耐高 溫尼龍材料有著廣闊的空間巨大的市場(chǎng)需求。
[0004] 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的半芳香尼龍品種主要有 聚對(duì)苯二甲酰己二胺（PA6T)和聚對(duì)苯二甲酰壬二胺（PA9T)。但是PA6T的熔點(diǎn)高過(guò)其熱分 解溫度，不能進(jìn)行熔融加工成型；而PA9T的生產(chǎn)成本過(guò)高，這些都在一定程度上限制了它 們的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的耐高溫尼龍合成成本高及后續(xù) 加工困難的缺陷，提供一種簡(jiǎn)單易行的耐高溫共聚尼龍6T/6I材料及其制備方法。
[0006] 為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種耐高溫共聚尼龍6T/6I材料，由包含以下摩爾數(shù)的組分制成：
[0008] 對(duì)苯二甲酸 10.00-14.00mol; M 苯.:φ酸 6.00-10.00mol; 己:胺 19.20-l9.80mol； 成核齊丨J 0.035-0.05mol；
[0009] 催化劑 0.015-0.03mol: 去離子水 250-350mol"
[0010] 所述成核劑為硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣、二氧化鈦或二氧化硅，優(yōu)選硫酸鋇。
[0011] 所述的催化劑為次亞磷酸鈉、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，優(yōu)選次亞 磷酸鈉。
[0012] 所述的耐高溫共聚尼龍6T/6I材料的熔點(diǎn)不低于300°C。
[0013] 一種上述耐高溫共聚尼龍6T/6I材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)按照上述配比稱取以下摩爾數(shù)的各組分原料：對(duì)苯二甲酸10. 00-14. OOmol， 間苯二甲酸 6. 00-10. OOmol，己二胺 19. 20-19. 80mol，成核劑 0· 035-0. 05mol，催化劑 0. 015-0. 03mol，混合均勻，然后將其加入到裝有攪拌裝置的高壓聚合反應(yīng)釜中，稱取 200-300mol含量的去離子水于反應(yīng)釜中，開啟攪拌，用惰性氣體置換預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空 氣三次，并且預(yù)留0. 04-0. 08MPa惰性氣體作為保護(hù)氣；
[0015] (2)通過(guò)循環(huán)導(dǎo)熱油對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)反應(yīng)釜溫度為90_130°C時(shí)對(duì)釜內(nèi) 進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1.0-2. 0小時(shí)，保溫結(jié)束，繼續(xù)升高溫度，此時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)有大量水蒸 氣產(chǎn)生使壓力上升，升溫大約15-25分鐘后，壓力為2. 25-2. 60MPa時(shí)，通過(guò)釋放體系反應(yīng)產(chǎn) 生的水蒸氣實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行保壓，恒壓時(shí)間為〇. 5-1. 5小時(shí)，之后對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓，等 到反應(yīng)釜內(nèi)的壓力卸至常壓時(shí)，繼續(xù)攪拌3-8min，在卸壓過(guò)程中繼續(xù)加熱升溫，但控制溫度 控制在335-345°C之間；出料冷卻切粒，得到耐高溫共聚尼龍6T/6I材料。
[0016] 步驟（1)中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)選氮?dú)狻?br>[0017] 步驟（1)中所述的攪拌速率為80-120r/min。
[0018] 步驟（2)中所述的升溫速率為8-12°C /min。
[0019] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] (1)合成的耐高溫尼龍熔點(diǎn)均在300°C以上，耐高溫性好，流動(dòng)性較好，力學(xué)性能優(yōu) 異。
[0021] (2)反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)所用的設(shè)備成本低廉，同時(shí)反應(yīng)條件較為溫和無(wú)需高溫高 壓，因此對(duì)設(shè)備的要求不高，能耗也較小，適合工業(yè)化推廣生產(chǎn)。
[0022] (3)所用的溶劑為去離子水，沒(méi)有毒性，來(lái)源廣泛，綠色環(huán)保，對(duì)于減輕環(huán)境壓力， 保護(hù)環(huán)境方面具有極其重要的意義。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不用 于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024] 在以下的實(shí)施例中，采用以下檢測(cè)方法：
[0025] 熔點(diǎn)測(cè)試采用差示掃描熱量計(jì)（DSC熱分析儀）進(jìn)行測(cè)試分析得到。
[0026] 拉伸性能按GB/T1040. 1-2006測(cè)試，拉伸速率5mm/min，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)條件下測(cè) 試。
[0027] 簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T1043測(cè)試，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)試。
[0028] 彎曲強(qiáng)度GB/T9341-2008測(cè)試，下壓速率I. 25mm/min，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)條件下測(cè) 試。
[0029] 洛氏硬度按ASTM D785-08測(cè)試。
[0030] 熔體流動(dòng)速率（MFR)按GB/T3682-2000,在315°C，2. 16kg條件下測(cè)試。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] (1)按比例稱量對(duì)苯二甲酸166L 30g (10. OOmol)，間苯二甲酸166L 30g (10. OOmol)，己二胺 2300. 96g (19. 80mol)，次亞磷酸鈉 I. 29g (0· 015mol)，混合均勻并 將其倒入25L聚合反應(yīng)釜中，注入4. 50kg去離子水（250mol)和成核劑硫酸鋇8. 16865g (0.035mol)于反應(yīng)釜中，開啟攪拌裝置，攪拌速度為80r/min，用氮?dú)庵脫Q預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi) 的空氣至少三次，且預(yù)留0. 〇4MPa氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣。
[0033] (2)通過(guò)循環(huán)導(dǎo)熱油以8°C /min升溫速率對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)反應(yīng)釜溫度 為90°C時(shí)對(duì)釜內(nèi)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間2h，保溫結(jié)束對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行升溫，此時(shí)壓力隨之上升， 大約經(jīng)過(guò)15min后壓力為2. 25MPa，通過(guò)釋放體系反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行保 壓，恒壓時(shí)間為1. 5小時(shí)，之后對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行卸壓，等到反應(yīng)釜內(nèi)的壓力卸至常壓時(shí)，繼續(xù) 攪拌3min，其中在卸壓過(guò)程中，繼續(xù)升溫且控制釜內(nèi)最終溫度不超過(guò)335°C，最后出料冷卻 切粒，得到一種耐高溫共聚尼龍6T/6I材料。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] (1)按比例稱量對(duì)苯二甲酸1827.43g (ll.OOmol)，間苯二甲酸1495. 17g (9. OOmol)，己二胺 2289. 34g (19. 70mol)，磷酸鎂 6. 57g (0· 025mol)，混合均勻并將其倒入 25L聚合反應(yīng)釜中，注入5. 40kg去離子水（300mol)和成核劑滑石粉11. 74g (0· 045mol)于 反應(yīng)釜中，開啟攪拌裝置，攪拌速度為l〇〇r/min，用氮?dú)庵脫Q預(yù)留在反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三 次，且預(yù)留0. 〇5MPa氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣。
[0036] (2)通過(guò)循環(huán)導(dǎo)熱油以KTC /min升溫速率對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)反應(yīng)釜溫度 為120°C時(shí)對(duì)釜內(nèi)進(jìn)行保溫，保溫時(shí)