[发明专利]一种透明共聚聚酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明共聚聚酰胺及其制备方法，具体涉及以国产廉价的二聚酸、芳香族二元酸和脂肪族直链二元胺为原料得到的一种透明共聚酰胺及其制备方法。

背景技术

尼龙(聚酰胺)是最早被应用于也是当前国内外应用最为广泛的一种热塑性工程塑料。由于它具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，四十年来在与其它工程塑料的激烈竞争中稳步增长，其需求量迄今仍一直居于五大工程塑料的首位。在许多应用中，特别在某些对透明材料的物理机械性能要求很高的场合，一般的透明材料已经不能满足人们的要求，所以是对透明聚酰胺的研究，尤其更加引人关注。

目前，尚未发现用二聚酸合成透明聚酰胺以及用水作溶剂来使脂肪族二元胺与二聚酸和芳香族二元酸成盐的文献报道。

有关类似的研究有：US3962400中以三甲基己二胺和对苯二甲酸为原料，通过两步法工艺，将对苯二甲酸二甲酯、三甲基己二胺和水的混合物首先于100℃左右加热，进行脱甲醇反应，蒸出甲醇，再将生成的盐水溶液在温度为220～240℃，压力为2～3MPa的条件下加压熔融缩聚，生成作为初级品的低聚物。然后用带有真空室的挤出机在减压、250～270℃的条件下使低聚物进行缩聚，制得高分子量的透明聚酰胺。

专利US3847977用双(4-氨基环己基)甲烷、己内酰胺以及含50％(mol)以上对苯二甲酸与间苯二甲酸的混合物为原料，经缩聚制得透明聚酰胺。但是所得产品吸水率高且用沸水处理后容易变雾浊。

专利EP2324672中还采用4，4’二氨基-3，3’-二甲基-二环己基甲烷、间苯二甲酸和对苯二甲酸(95∶5mol)的混合物以及月桂内酰胺(即十二内酰胺)为原料合成了具有优异透明性、尺寸稳定性，耐沸水的透明聚酰胺。

专利CN1092087以含有至少7个碳原子的脂肪单元、间苯二甲酸、对苯二甲酸和环脂二胺为原料，熔融缩聚得到一种高度耐化学试剂的半结晶透明聚酰胺。

以上专利申请技术存在如下缺点：在合成过程使用成本较高的环脂二胺和带支链的脂肪二胺，同时目前高性能透明尼龙生产仅限国外，所以开发具有自主知识产权、生产成本较低的透明尼龙具有重要的研究和应用意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种透明共聚聚酰胺及其制备方法，以国产廉价的二聚酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、联苯二甲酸和脂肪族直链二元胺为原料，经熔融缩聚得到一种透明共聚酰胺。

一种透明共聚聚酰胺，其特征在于结构式为：

式中n是25～35中的整数；

式中R₁代表是聚亚甲基-(CH₂)_n1-，n₁为2～14，；R₂代表是-C₃₄H₆₂-；R₃代表的是

一种合成权利要求1所述透明共聚聚酰胺的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将脂肪族直链二元胺H₂NR₁NH₂与水混合后加入到带搅拌的三口烧瓶内，加热至反应温度55～100℃，将二聚酸HOOCR₂COOH、芳香族二元酸HOOCR₃COOH与水配成的糊状液缓慢加入到三口瓶，二聚酸和芳香族二元酸的摩尔数之和与脂肪族直链二元胺的摩尔数之比为1∶1，调节反应物料pH值达到7.0～7.2，反应0.5～2h后，冷却，即得所需的盐溶液；

(2)将制得的盐溶液与抗氧剂按重量比1∶0.001混合，加入聚合釜中，充CO₂，然后加热升温，使温度在1～2h内升至200～320℃，聚合釜内压力升至1.8～3.2MPa，在此压力和温度状态下反应2～4h，然后缓慢放气至常压，继续保温1～2h后，出料，即得到透明共聚聚酰胺。

步骤(1)所述H₂NR₁NH₂代表C₂～C₁₄脂肪族直链二元胺包括：乙二胺、丁二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺或十四碳二元胺；R₁代表是聚亚甲基-(CH₂)_n1-，n₁为2～14。