[发明专利]一种高抗冲、耐热共聚树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚树脂技术，属于新型化工材料技术领域，特别涉及一种高抗冲、耐热共聚树脂及其制备方法。

背景技术

    聚酰胺树脂(polyamide,PA)为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。其中尼龙6（PA6）、尼龙66（PA66）又是聚酰胺树脂家族中的最大品种，约为尼龙生产量的90%以上。尼龙6的耐热性偏低、平衡吸水率（1.8%）以及干热收缩率较高（6.0～7.5%）等性能上的不足是扩大其应用领域的瓶颈难题。针对尼龙6性能上的不足，对其性能改性的研究工作十分活跃，改性的方法主要有二种：一是共聚改性，在尼龙大分子链中引入一定比例的芳环或圈型结构单元或提高酰胺键的比例；二是与其它工程塑料共混改性制成共混塑料合金。目前尼龙与其它工程塑料共混改性品种的牌号已达300余种，如已开发成功的PA6与双酚A型聚芳脂（PAR）、聚碳酸酯（PC）以及半芳香族尼龙（PA6T、PA6I）等共混塑料合金，产品的耐热性、热变形温度、冲击韧性和尺寸稳定性等性能指标有了大幅度提高，并在汽车、电器设备等领域获得了广泛的应用。两种或两种以上工程塑料共混制备共混塑料合金的工艺相对较为简便，具有效率高、经济实用及效果显著等优点，已成为工程塑料改性的重要方法。共混塑料合金制备的关键技术主要包括以下两个方面：一、根据高分子材料结构与性能分析，筛选或合成结构新型的共混塑料组分，以达到性能互补或性能叠加的改性目的；二、筛选或合成结构新型的相容剂，改善二种或二种以上共混塑料的界面性能，力求使共混塑料各组分之间以共价键相结合，达到物理共混和化学共混的最佳结合，从而使共混塑料合金的性能得到显著提高。尼龙6I、6T属结晶聚合物，玻璃化转变温度（T_g）较高，耐溶剂性优良，6I树脂的T_g为120～130℃，结晶熔融温度（T_m）较低（T_m :180～210℃）与PA6（T_g :50℃, T_m :220℃）相比T_g高70～80℃，而T_m低10～30℃，由于6I、PA6同属聚酰胺树脂，结构上具有很大相似性，因此PA6/PA6I共混塑料合金具有良好的加工工艺性，并能显著提高耐热性能。尼龙6T的T_g为180℃，T_m 高达370℃，接近其热分解温度，仅能溶于浓硫酸和三氟乙酸等强质子性溶剂中，加工成型十分困难，其商品化产品多为共聚改性产品，如6T/66、6T/6I、6T/PA6以及6T/6I/PA66等。双酚A型聚芳酯（PAR-A）具有优良耐湿性能、机械力学性能、高温介电性能、气体阻隔性、耐磨性、耐紫外线和尺寸稳定性，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，但由于其为非晶态结构，耐溶剂性能较差，且熔融加工温度高，达300～350℃，溶体粘度大，难以加工成薄壁制品。

    在前期研究工作中合成了系列6I/PAR-A、4I/PAR-A共聚树脂，但没有充分考虑到6I和PAR-A二种结构单元的合理摩尔比以及共聚树脂端基的合理调控等影响共聚树脂性能的多种因素，制备的6I/PAR-A共聚树脂难以实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高抗冲、耐热共聚树脂及其制备方法，改善现有技术产品的性能不足，使其具有优良耐热性和加工性能，实现该共聚树脂的商品化。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案，改变双酚单体和1,ω-脂肪族二胺单体的摩尔配比，可以调控共聚树脂的热学性能( T_g和T_m），双酚和1,ω-脂肪族二胺两种单体的摩尔比在20～50∶80～50范围内；

其结构式如下：

共聚树脂由I和II二种结构单元组成，共聚树脂中I的摩尔比例为10%~90%， II的摩尔比例为90%~10%；R₁为I的端基，为单酰氯，R₂为II的端基，可为各种芳基、取代芳基及2~8个碳原子的脂肪族烃基。

    所述I中的双酚单体为双酚A或双酚S或双酚芴或环己基双酚或它们的混合物。

    所述II中的1,ω-脂肪族二胺是1,6-己二胺或1,4-丁二胺或1,10-癸二胺，它们和IPC缩聚后在6I/PAR共聚树脂大分子链中生成如下单元:

半芳香族聚酰胺结构单元中，其摩尔比控制在90～100%，4I、10I结构单元占0～10%。