[发明专利]一种含有生物质基的聚酰胺树脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺树脂，具体涉及一种具有优良热学力学性能的生物质基的半芳香族聚酰胺。

背景技术

作为聚酰胺树脂的原料，以往使用石油这种所谓的化石原料，但是为了通过抑制二氧化碳的排放来防止地球变暖以及构建循环型社会，期望聚酰胺树脂的制造原料替换为来自生物质的原料。

作为使用来自生物质的原料而制造的聚酰胺树脂，已知有尼龙-11和尼龙-12。他们具有良好的性质，例如抗化学腐蚀性，良好的柔韧性，和尺寸稳定等，但是其比较明显的缺陷是较差的热力学性能(参见专利文献：CN1214349)。

使用来之生物质原料而制造的尼龙-56，与尼龙-6或尼龙-66相比，具有大致同等的耐热性和机械物理性能，但其明显缺陷是高吸湿性导致尺寸稳定性差。其停留热稳定性差，停留热稳定差的树脂不适于例如作为汽车部件的树脂进气支管等成型周期长的大型成型品(参见专利参考文献：CN101442382A)

由于上述原因，期待出现良好的热学性能和低吸湿性的生物基聚酰胺树脂。

发明内容

为了解决聚酰胺的石油为原料的非地球环境的友好材料问题，以及良好热力学性能和低吸湿率等问题，本发明提供了一种有优良热学力学性能的生物质基的半芳香族聚酰胺，并且此半芳香族聚酰胺具有优异的机械性能，且为地球环境的友好材料。

本发明为一种含有生物质基的聚酰胺树脂，该含有生物质基的聚酰胺树脂含有：

(a)呋喃类二元酸单元，

(b)对苯二甲酸单元，

(c)生物质基的1，10-癸二胺单元，

(d)(c)单元以外的碳原子数为4以上的脂肪族二元胺单元；

其中(a)单元含量为(a)单元和(b)单元的总量的50mol％～98mol％，(d)单元含量为(c)单元和(d)单元的总量的0mol％～30mol％。

上述(a)单元含量，考虑到聚合物的热学性能等原因，选择为(a)单元和(b)单元的总量的50mol％～98mol％。当(a)单元含量低于50mol％时，该含有生物质基的聚酰胺树脂的熔点将会高于290℃，并且该含有生物质基的聚酰胺树脂的生物质含量将减少，这样将会导致该聚酰胺在成型加工温度过高易发生热降解和凝胶化，而导致失去良好机械性能和良好耐化学品性能。当(a)单元含量高于98mol％时，该含有生物质基的聚酰胺树脂的玻璃化转变温度会降低，导致该聚酰尺寸稳定变差。

上述(d)单元含量，考虑到聚合物的热学性能和吸湿率等原因，选择为(c)单元和(d)单元的总量的0mol％～30mol％。当(d)单元含量高于30mol％时，该含有生物质基的聚酰胺树脂的熔点将会低于220℃，并且该含有生物质基的聚酰胺树脂的玻璃化转变温度将会迅速降低，这样将会导致该聚酰胺失去良好尺寸稳定性、良好机械性能和良好耐化学品性能。

考虑聚合物的更优的热学性能和尺寸稳定性，(d)(c)单元以外的碳原子数元素为4以上的脂肪族二元胺单元相对于(c)生物质基的1，10-癸二胺单元和(d)(c)单元以外的碳原子数元素为4以上的脂肪族二元胺单元总量的摩尔含量优选为0mol％-25mol％。

上述(a)呋喃类二元酸单元，考虑到环境友好性，优选为生物基单体的呋喃类二元酸单元。考虑到原料成本及聚合物的热学性能等原因，进一步优选为呋喃-2，5二甲酸、3，4-二甲氧基呋喃-2，5-二甲酸或呋喃-3，4二甲酸中的一种或多种。而优选为呋喃-2，5-二甲酸。

呋喃-2，5-二甲酸单元是来自纤维素或木质素等的。制备的主要过程是在酸性条件下水解纤维素或木质素生成六碳糖(葡萄糖和果糖)，六碳糖进而脱水生成5-羟甲基糠醛。由羟甲基糠醛氧化合成呋喃-2，5-二甲酸。

上述(d)(c)单元以外的碳原子数为4以上的脂肪族二元胺单元，考虑到原料成本及聚合物的低吸湿率等原因，优选为碳原子数为4～18的的直链二元胺中的一种或多种。优选为1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛烷二胺、1，9-壬烷二胺、1，11-十一烷二胺、1，12-十二烷二胺、1，13-十三烷二胺、1，14-十四烷二胺、1，15-十五烷二胺、1，16-十六烷二胺、1，17-十七烷二胺、1，18-十八烷二胺、2-甲基-1，8-辛烷二胺、或5-甲基-1，9-壬烷二胺中的一种或多种。