胺的加入量為所述單體1總重量的2~6% ;
[0029] (2)在2~4小時內(nèi)將所述攪拌式聚合反應(yīng)器密閉勻速加熱至222~228°C,調(diào)節(jié)所 述攪拌式聚合反應(yīng)器的攪拌速度為30~50r/min,其中,當(dāng)所述攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到 210°C時,放氣至1.6MPa,并維持壓力在1.6MPa,反應(yīng)1~2小時后,放氣至常壓,同時升溫至 248~258°C下繼續(xù)反應(yīng)1~2小時后,恒溫持續(xù)抽真空0.3~1小時,反應(yīng)結(jié)束,在出料時補(bǔ)充 氮?dú)狻?br>[0030] 在其中一些實(shí)施例中,所述聚酯酰胺由以下合成方法制得:
[0031] (1)將真空干燥后的所述單體2加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中,同時加入所述單體2 總重量的0.1~2 %的鈦化合物作為催化劑、加入適量水;然后抽真空3~lOmin,通惰性氣體 3~lOmin,如此循環(huán)5~10次,使反應(yīng)物存在于惰性氣體保護(hù)下的環(huán)境中,控制所述攪拌式 聚合反應(yīng)器內(nèi)系統(tǒng)壓力為0.1~〇.5MPa;
[0032] (2)將所述攪拌式聚合反應(yīng)器密閉加熱至240~260°C,調(diào)節(jié)所述攪拌式聚合反應(yīng) 器的攪拌速度為0~l〇〇r/min,其中,當(dāng)所述攪拌式聚合反應(yīng)器溫度達(dá)到210°C時,放氣至 1.6MPa,并維持壓力在1.6MPa,反應(yīng)0.5~4小時后,放氣至常壓,在240~260°C下繼續(xù)反應(yīng) 0.5~4小時后,恒溫持續(xù)抽真空0.1~2小時,反應(yīng)結(jié)束,在出料時補(bǔ)充惰性氣體;
[0033] 上述步驟中,所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤?所述鈦化合物為鈦酸四丁酯、異丙基鈦 酸酯、丙基鈦酸酯、丙烯基鈦酸酯中的一種或一種以上的混合物。
[0034] 在其中一些實(shí)施例中,所述結(jié)晶促進(jìn)劑是加入量為所述單體1總重量的0.1~ 0.3%的長碳鏈羧酸鈣鹽,所述長碳鏈羧酸鈣鹽的碳數(shù)為10~40;所述分子量調(diào)節(jié)劑是加入 量為所述單體1總重量的0.1~2%的苯甲酸;所述抗氧劑是加入量為所述單體1總重量的 0.1~0.3%的叱心-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺。
[0035]在其中一些實(shí)施例中,所述長碳鏈羧酸鈣鹽的碳數(shù)為15~35;所述分子量調(diào)節(jié)劑 是加入量為所述單體1總重量的0.5~1.5%的苯甲酸。
[0036] 本發(fā)明的原理如下:
[0037] 本發(fā)明以廉價的間苯二甲酸和對苯二甲酸、己二胺、聚酯酰胺為原料制備半芳香 族透明聚酰胺。本發(fā)明利用間苯二甲酸的不對稱結(jié)構(gòu)以及對苯二甲酸來破壞聚酰胺分子鏈 的對稱性和規(guī)整性,通過間苯二甲酸和對苯二甲酸中的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)來降低聚酰胺分子鏈 的運(yùn)動能力,從而達(dá)到降低聚酰胺結(jié)晶能力的目的。并且,通過加入結(jié)晶促進(jìn)劑減小聚酰胺 樹脂晶區(qū)晶體的尺寸,使聚酰胺樹脂的結(jié)晶區(qū)的晶體形成微晶結(jié)構(gòu),而微晶結(jié)構(gòu)的存在使 材料具有更好的機(jī)械強(qiáng)度,耐化學(xué)藥品和抗應(yīng)力開裂性,同時賦予材料低吸水性和柔韌性。 同時,加入聚酯酰胺來提高共聚物的缺口沖擊強(qiáng)度和抗靜電能力,加入N,N'_二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3_苯二酰胺來處理聚合過程中的黃變問題。
[0038] 聚酯酰胺具有醚氧基,其可以與游離的電荷相結(jié)合,而電荷可以以結(jié)合體的方式 移動,沿聚酯酰胺主鏈進(jìn)行離子導(dǎo)電釋放靜電荷,從而達(dá)到抗靜電的效果。另外,由于醚氧 鍵的鍵角較大,鏈段柔順性較好,因此可以提高共聚物的缺口沖擊強(qiáng)度。
[0039] N,N'_二(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶基)-1,3_苯二酰胺的熔點(diǎn)為272°C、沸點(diǎn)>360 °C,在半芳香族透明聚酰胺合成過程中的熱穩(wěn)定性較好,其酰胺基團(tuán)可以與半芳香族透明 聚酰胺的端基反應(yīng)來提高相容性,受阻哌啶基可以提供抗氧化作用和提高共聚物的染色 性。
[0040] 苯甲酸屬于單官能團(tuán)的有機(jī)物,在熔融聚合過程中苯甲酸的端羧基與半芳香族透 明聚酰胺的端氨基反應(yīng)后,其不再進(jìn)行鏈增長的反應(yīng),從而起到調(diào)節(jié)分子量的作用。
[0041] 本發(fā)明所提供的半芳香族透明聚酰胺及其合成方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0042] (1)本發(fā)明以廉價的間苯二甲酸和對苯二甲酸、己二胺、聚酯酰胺為原料制備半芳 香族透明聚酰胺。本發(fā)明利用間苯二甲酸的不對稱結(jié)構(gòu)以及對苯二甲酸來破壞聚酰胺分子 鏈的對稱性和規(guī)整性,通過間苯二甲酸和對苯二甲酸中的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)來降低聚酰胺分子 鏈的運(yùn)動能力,從而達(dá)到降低聚酰胺結(jié)晶能力的目的。同時,加入聚酯酰胺來提高共聚物的 缺口沖擊強(qiáng)度和抗靜電能力,加入N,N -二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)_1,3-苯二酰胺來 處理聚合過程中的黃變問題。
[0043]該半芳香族透明聚酰胺具有較高的力學(xué)性能和透光率,低吸水率以及加工性能優(yōu) 異,可應(yīng)用于燃料和油的周圍機(jī)械部件和電氣機(jī)械部件、精密光學(xué)儀器、耐壓視窗、觀察鏡、 特種燈具外罩、食品包裝薄膜、高檔體育器材等領(lǐng)域。
[0044] (2)本發(fā)明的合成方法采用一步聚合的方法,其具有減少了工序,縮短了流程,降 低了成本,提高了生產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn);制備工藝簡便,聚合過程操作方便,便于管控,能充分地達(dá) 到所要求的聚合條件,方便其工業(yè)化的實(shí)現(xiàn);并且在聚合過程中不使用任何有機(jī)溶劑,對人 體和環(huán)境沒有危險性,安全性好。
【附圖說明】
[0045] 圖1所示為本發(fā)明半芳香族透明聚酰胺的合成工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能,解析本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)與精神,藉由以下實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0047] -種半芳香族透明聚酰胺,具有如下式I結(jié)構(gòu):
[0049] I
[0050] 式I中,a = 10~100,b=10~200,c=10~100,d = 10~100,R為聚酯酰胺,其具有 如下式II結(jié)構(gòu):
[0052] 式II中,χ = 1〇 ~200,y = 10 ~200,z = 10 ~100。
[0053] 本發(fā)明半芳香族透明聚酰胺的反應(yīng)機(jī)理如下(合成工藝流程圖請見圖1):
[0055] 反應(yīng)機(jī)理
[0056]由上述反應(yīng)式可知,己二胺的端氨基、間苯二甲酸的端羧基、對苯二甲酸的端羧 基、聚酯酰胺的端氨基與端羧基,這些基團(tuán)可以相互反應(yīng)得到本發(fā)明所述的半芳香族透明 聚酰胺。
[0057] 上述半芳香族透明聚酰胺反應(yīng)過程中所添加的聚酯酰胺的合成反應(yīng)機(jī)理如下:
[0058]
[0059] 反應(yīng)機(jī)理
[0060] 由上述反應(yīng)式可知,6-己內(nèi)酯開環(huán)后其酯基、11-氨基十一酸的端氨基、2,2'_(1, 3-亞苯基)_二惡唑啉的惡唑啉基團(tuán),這三種基團(tuán)可以相互反應(yīng)得到本發(fā)明所添加的聚酯酰 胺,本發(fā)明所添加的聚酯酰胺的特性粘度為0.7~1.0dL/g,玻璃化溫度T g2 80°C,熔融溫度 Im 為 215 ~225。。。
[0061 ]本發(fā)明實(shí)施例所使用的原料如下:
[0062]己二胺,選自無錫殷達(dá)尼龍有限公司;
[0063] 間苯二甲酸,選自北京燕山石油化工公司;
[0064] 對苯二甲酸,選自北京燕山石油化工公司;
[0065]聚酯酰胺,自制;原料中的6-己內(nèi)酯,選自武漢豐竹林化學(xué)科技有限公司;
[0066] 11-氨基十一酸,選自太原中聯(lián)澤農(nóng)化工有限公司;
[0067] 2,2 '_(1,3-亞苯基)_二惡唑啉,選自南京科朗醫(yī)藥化工有限公司;
[0068] 鈦酸四丁酯,選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
[0069 ]長碳鏈羧酸鈣鹽,選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
[0070]苯甲酸,選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;
[0071 ] N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺,選自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有 限公司。
[0072]以下結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0073]以下實(shí)施例中的聚酯酰胺由11-氨基十一酸、6-己內(nèi)酯、2,2 ' -(1,3-亞苯基)_二惡 唑啉共聚而成,11-氨基十一酸、6-己內(nèi)酯、2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉的摩爾比為1:0.5 ~1:0 · 1~0 · 4〇 [0074]合成方法如下:
[0075] (1)將真空干燥后的單體2:11-氨基^^一酸、6-己內(nèi)酯、2,2'-(1,3-亞苯基)_二惡 唑啉按上述摩爾比加入到攪拌式聚合反應(yīng)器中,同時加入單體2總重量的0.1~2%的鈦化 合物作為催化劑、加入適量的水作為傳質(zhì)傳熱的介質(zhì);然后抽真空3~lOmin,通惰性氣體3 ~lOmin,如此循環(huán)5~10次,使反應(yīng)物存