[发明专利]制备单体组合物的方法及其在制备聚酰胺模制品中的用途

说明书

本发明涉及制备包含内酰胺和/或内酯、催化剂和活化剂的活化单体组合物的方法。通过本发明方法制备的单体组合物首先对聚合而言稳定，并可随后用于聚合方法。

本发明进一步涉及借助开环阴离子聚合使用活化单体组合物制备聚酰胺模制品，特别是浇铸聚酰胺模制品的方法。

聚酰胺模制品，特别是纤维补强聚酰胺模制品近年来日益用作取代金属材料，例如在汽车构造中的材料，并可取代由金属构成的动力系或车身部件内的部件。此处有利的是在制备聚酰胺模制品时将单体熔体，而不是聚合物熔体装入模具中。在填充或纤维补强模制品的情况下，较低的粘度可例如用于实现较高的填料负载。

可使内酰胺如己内酰胺、月桂内酰胺、哌啶酮和吡咯烷酮，以及内酯如己内酯在碱催化阴离子聚合反应中经受开环聚合。此处聚合的材料通常为由内酰胺和/或内酯构成的熔体，其包含碱性催化剂且在约150℃的温度下称为活化剂(或助催化剂或引发剂)。

工业规模上内酰胺的常规已知活化阴离子聚合以得到聚酰胺优选通过一方面制备催化剂的内酰胺溶液，另一方面制备活化剂的内酰胺溶液而进行。两种溶液的构成优选使得以相同比混合得到所需总配制剂。

例如，DE-A1420241描述了在氢氧化钾作为催化剂的存在下使用内酰胺并使用1,6-双(N,N-二丁基脲)己烷作为活化剂的阴离子聚合方法。

使用己内酰胺钠的活化阴离子内酰胺聚合方法例如描述于Polyamide，Kunststoff Handbuch[聚酰胺，塑料手册]，第3/4卷，ISBN3-446-16486-3，1998，Carl Hanser Verlag，第49-52页，和Macromolecules，第32卷，No.23(1993)，第7726卷中。DE-A102008000352还描述了其它现有技术。

如先前现有技术所述，内酰胺和内酯的阴离子聚合可以以反应性模塑方法或反应注射模塑方法实现，其中在聚合方法期间将催化剂和其它添加剂加入内酰胺熔体和/或内酯熔体中。现有技术方法的缺点是每种情况下，在将材料装入模塑设备或混合设备中以前，操作员必须将指定量的催化剂、活化剂或其它添加剂通过搅拌，同时绝对排除水而掺入熔融内酰胺如己内酰胺中，这是复杂的。

内酰胺和内酯的阴离子聚合必须排除氧气、二氧化碳和水而进行，以避免聚合方法的过早终止，意味着通过反应性模塑或反应注射模塑进行聚合方法伴随相当的技术成本。

因此，对于方法的经济性有利的是聚酰胺模制品的制备可使用已包含内酰胺单体和/或内酯单体、催化剂和活化剂，以及任选其它添加剂，并可直接在模具中，例如通过温度提高而聚合的组合物。

本发明的目的是提供可制备单体组合物的方法，所述单体组合物包含内酰胺和/或内酯并可本体聚合而不另外加入催化剂和/或活化剂。本发明的另一目的在于提供一种方法，所述方法可制备聚酰胺模制品并可简单且以低成本使用熟悉的简单成型方法进行，并可得到具有高质量且具有低残余单体含量的聚酰胺模制品。

本发明的另一目的在于提供得到具有改进质量的浇铸聚酰胺模制品的简单方法。

还应使最终产品中的单体含量最小化，且这例如表现在较小的气味。此外，还应使加工的简单性最大化。例如，应当可使用标准化低成本加工机进行该方法。

如现有技术所述，特别是当加入活化剂(例如异氰酸酯、酰基卤或酐)时，内酰胺的阴离子聚合非常快地(快速聚合)并甚至在接近相应内酰胺熔点的非常低温度下聚合。

令人惊讶的是，发现可制备包含引发剂和催化剂，以及内酰胺单体和/或内酯单体的稳定单体组合物。所述单体组合物首先对聚合而言稳定。例如，这类单体组合物可借助组分的熔融和冷却得到；特别是单体(内酰胺和/或内酯)的快速结晶是此处的决定因素。将所述单体组合物储存许多月，随后用于制备聚酰胺。这类单体组合物的聚合可借助使用简单的方法，例如注射模塑或浇铸方法，特别是在150-200℃的温度下实现。

本发明提供制备包含如下组分的组合物(C)的方法：

i)至少一种选自内酰胺和内酯的单体(M)；

ii)至少一种催化剂(K)；

iii)至少一种活化剂(A)；

其包括如下步骤：

a)将组分(M)、(K)和(A)以及任选其它组分在50-200℃，特别是50-160℃，优选50-100℃的温度下混合；

b)将步骤a)中所得混合物冷却至0-60℃，优选0-35℃，特别优选0-25℃的温度；

c)任选将冷却后的混合物制粒。