[发明专利]一种脂肪族聚酰胺树脂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好的成型性脂肪族聚酰胺树脂，具体涉及二羧酸成分为草酸的聚酰胺树脂，具有良好结晶性、耐冲击性、低吸湿率、耐溶剂性及耐水解性等优异特性。

背景技术

以尼龙6、尼龙66等为代表的结晶性聚酰胺，由于其优异的特性和熔融成形的容易性，被广泛用作衣料用、产业资材用纤维、或者通用的工程塑料，但是，另一方面，也指出了由于吸水而导致的物性变化，在酸、高温的醇、热水中的劣化等问题，对寻求尺寸稳定性、耐药品性更优异的聚酰胺的要求正在提高。

另一方面，已知使用草酸作为二羧酸成分的聚酰胺树脂被称为聚草酰胺，与相同氨基浓度的其它聚酰胺树脂相比吸水率低，期待在由于吸水而导致的物性变化成为问题，且目前聚酰胺难以使用的领域中进行活用。

到目前为止，提案有使用各种脂肪族直链二胺作为二胺成分的聚草酰胺树脂。但是，这些聚草酰胺中的二胺成分仅是一种脂肪族直链二胺(S.W.Shalaby.，J.Polym.Sci.，11，1(1973))，这些聚草酸酰胺的熔点变化范围比较窄且高。例如1，6-己二胺作为二胺成分的聚草酰胺，其熔点(约320℃)比热分解温度(氮气中1％重量减少温度约310℃)高，因此熔融聚合，熔融成形困难。对于成分为1，10-癸二胺的聚草酰胺树脂(以下简称为PA102)，其熔点约253℃，熔融焓变为90J/g以上，此特性导致其冲击性能很差。

发明内容

为了解决现有技术中脂肪族聚酰胺的良好结晶性、冲击性能以及低吸水性不能同时具有的缺陷，本发明提供了一种具有良好的结晶性、良好的冲击性以及低吸水性的脂肪族聚酰胺，并且此脂肪族聚酰胺具有优异耐热性和优异的机械性能。

本发明一种聚酰胺树脂，其特征在于：该聚酰胺树脂含有：

(1)1，10-癸二胺单元，

(2)1，10-癸二胺单元以外碳原子数为4～18的直链脂肪族二胺单元，

(3)内酰胺或氨基已酸单元，

(4)草酸单元；

其中，(1)1，10-癸二胺单元含量为(1)，(2)和(3)单元的总量的5～95mol％，(2)1，10-癸二胺单元以外碳原子数为4～18的直链脂肪族二胺单元含量为(1)，(2)和(3)单元的总量的5～95mol％，(3)单元含量为(1)，(2)和(3)单元的总量的0～15mol％。

其中，(4)草酸单元的含量的上限为本发明中二胺单元的总量。如果(4)草酸单元的含量大于本发明中二胺单元的总量，则所得聚合物相对粘度过低，影响其物性。

上述(1)1，10-癸二胺单元是优选来自蓖麻油的。制备的主要过程是对来自蓖麻油的癸二酸进行氨化脱水制得二元氰，然后对此二元氰进行加氢制得的。

上述(1)单元含量，考虑到聚合物的热学性能等原因，(1)单元含量为(1)，(2)和(3)单元的总量的5～95mol％。当(1)单元含量低于5mol％或高于95mol％时，将引起聚酰胺树脂结晶度显著增加，导致其冲击性能能明显下降。

上述(2)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(1)，(2)和(3)单元的总量的5％～95mol％。当(2)单元含量低于5mol％或高于95mol％时，将引起聚酰胺树脂结晶度显著增加，导致其冲击性能明显下降。

所述(2)1，10-癸二胺单元以外碳原子数为4～18的直链脂肪族二胺单元优选为1，4-丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬二胺、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、或1，18-十八烷二胺中的一种或多种。

上述(3)内酰胺或氨基羧酸单元，考虑到聚合物的冲击强度及聚合物的热学性能等原因，优选为己内酰胺、ω十二内酰胺、氨基已酸、11-氨基十一烷基酸或12-氨基十二烷基酸中的一种或多种。其用量如上文中所述为(1)，(2)和(3)单元的总量的0～15mol％，进一步优选为0～10mol％。如果含量高于15mol％，其聚合物熔点过低，同时耐热性将会变差。

作为本发明的聚酰胺中的(4)草酸单元在制造中使用的草酸源，考虑到草酸的热稳定性，可优选使用草酸二酯，本发明对于草酸二酯没有特别限定，这些草酸二酯只要具有与氨基的反应性即可，可以列举的草酸二酯，优选于草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯或草酸二叔丁酯中的一种或多种。