[发明专利]获得对位型全芳族颗粒的方法

说明书

本发明涉及一种用于获得对位型全芳族聚酰胺颗粒的方法，该聚酰胺颗粒可用作精密组件如齿轮传动装置等的填充材料，并且在耐磨性、滑动性、耐热性和尺寸稳定性方面优异，并且本发明特别涉及对位型全芳族聚酰胺颗粒。本发明进一步涉及如此获得的冷冻研磨颗粒和所述颗粒的用途。

对位型全芳族聚酰胺纤维具有优异的耐热性、高强度、高回弹率、耐化学性等，并且广泛用于各种工业材料中。另外，除了这些性能之外，对位型全芳族聚酰胺颗粒还在耐磨性、滑动性能和润滑性方面优异，因此，它们已经在热塑性树脂中用作添加剂。

对位型全芳族聚酰胺颗粒的制备方法包括，例如，使用研磨机如珠磨机或喷磨机研磨本体聚合物的方法。对于热塑性树脂制备来说，日本未审查专利申请公开物No.H7-234551公开了低温冷冻研磨法，该方法是通过使用液氮将树脂冷却到-196℃，利用了热塑性树脂在低温下的脆性。另外，如日本未审查专利申请公开物No.H3-152130所公开，已经使用了用高压均化器研磨粉末如纤维素的水分散体的方法，以及使用乳液聚合等直接制备颗粒的方法。另外，为了得到具有较小粒度的颗粒，使用分级机器将颗粒分级到适合的粒度。

另外，上述方法中的一些已经在对位型全芳族聚酰胺颗粒的制备中使用。然而，由于对位型全芳族聚酰胺极硬，上述机械研磨必须进行多次，以获得用于分级的细颗粒。因此，步骤非常复杂并且成本不可避免地增加。在对位型全芳族聚酰胺的情况下，聚合物颗粒可以通过聚合直接制备，或者可以在聚合之后加工为其它成型制品，如絮凝物、纤条体、原纤等。

当作为用于小型精密组件的填充材料使用时，根据在热塑性树脂中的分散性，和可用性等，较小尺寸的颗粒是最有用的，并且对于有效地制备该类对位型全芳族聚酰胺颗粒的方法有着很大需求。

发现在将芳族聚酰胺聚合物溶液引入凝固液体中之后和用水洗涤之后，所得的无定形含水成型产物在不进行干燥步骤下，不显示充分的结晶，并且该成型产物含有大量的水。

本发明的目的在于提供一种简单有效的制造对位型全芳族聚酰胺颗粒的方法，所述颗粒通过常规的研磨方法不能容易地获得，并且该方法可以产生小颗粒。

为此，本发明涉及这样的发现：通过将芳族聚酰胺聚合物溶液引入水基凝固液体得到的成型产物(该产物没有干燥或者仅仅部分干燥到含有至少10重量％的水)可以通过施加冷冻研磨步骤被研磨成细颗粒，该产物不能通过常规研磨工艺制备。另外发现本发明的方法允许短的研磨时间。

根据本发明，获得了制备对位型全芳族聚酰胺颗粒的简单有效的方法，该方法特别适合于获得小颗粒。

通过冷冻研磨，具有高的水含量的成型产物可以容易地被研磨成细颗粒，所述成型产物是通过将芳族聚酰胺聚合物溶液引入凝固液体并在用水洗涤后省去了干燥步骤得到的。所得颗粒特别可用作，例如用于精密组件如齿轮传动装置等的填充材料。

对位型全芳族聚酰胺，即本发明的芳族聚酰胺聚合物，是可以通过主要由对苯二甲酰二氯和对苯二胺组成的单体混合物缩聚得到的聚合物。此反应可以在N-甲基吡咯烷酮中进行，然而，由于随着聚合进程聚合物在N-甲基吡咯烷酮中的不溶性，通常将所得的聚合物溶于硫酸中，并将该硫酸溶液用作纺丝掺杂剂。

在本发明中，研磨步骤中使用的芳族聚酰胺聚合物的形状可以是任意的形状如纤条体、原纤、纸浆、片状颗粒、薄膜形颗粒、聚合物分层颗粒、或纤维，以及通过剪断纤维得到的短纤维，其通常称作絮凝物等。对成型颗粒的尺寸，如长度、厚度、面积和横截面形状等没有限制，尽管纤条体、纸浆和絮凝物是优选用于冷冻研磨步骤的颗粒。根据本发明的纤条体是指象薄的叶子一样的小的薄膜状颗粒，如例如WO 2005/059247中所描述，其通过如下方法制备：其中，例如，将芳族聚酰胺聚合物溶液在使用芳族聚酰胺聚合物溶液的凝固液体并施用剪切力的体系中混合。术语″纸浆″是指无规纤维化的短小纤维，如例如WO 2004/099476中所描述。术语″原纤″是指完全纤维化的聚合物，并且从而主要含有纤维化的部分并且不再含有纸浆中的纤维茎，如例如WO 2005/059211中所描述。