[发明专利]长碳链耐高温聚酰胺及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种长碳链耐高温聚酰胺及其合成方法。

背景技术

近年来，为了满足在电子、电器、汽车等领域的更高性能的要求，特别是随着表面安装技术(SurfaceMountTechnology，简称SMT)的发展，普通的耐高温工程塑料聚苯硫醚(PPS)和液晶聚合物(LCP)的耐热性已经不能完全满足其要求，因此开发耐热性更高的工程塑料就成为必然。

半芳香族聚酰胺通常是由脂肪族的二胺或二酸与带芳香环的二酸或二胺，经缩聚而制得，由于在聚酰胺分子主链上导入了芳香环，其耐热性和力学性能得到了提高，并且吸水率得到降低，具有较好的性价比优势，其主要用于汽车和电气电子工业。工业化的半芳香族聚酰胺主要有聚酰胺6T(共聚物)、聚酰胺9T、聚酰胺10T等。但是，聚酰胺6T树脂的熔点为370℃左右，其已经超过分解温度，实际上已经不能进行熔融加工，必须添加第三组分的单体使聚合物的熔融温度降至320℃以下。

固相聚合(SolidstatePolymerization)是指固体(或晶相)单体在其熔点以下发生的聚合反应，或是在单体熔点以上但在形成的聚合物的熔融温度以下进行的聚合反应。由于固相聚合一般在预聚物的熔点以下15～30℃进行，其反应速率较慢、反应时间较长，并且固相聚合的生产工序多、流程复杂，对设备参数要求较高，反应还需要保证官能团的配比接近1:1，增粘阶段需要真空或者气流来加速副产物小分子的排出，从而提高缩聚产物的分子量，因此，以上条件限制了固相聚合的大规模推广。熔融聚合(MeltPolymerization)是指单体和聚合物均处于熔融状态下的聚合过程，该方法工艺路线简单，可以连续生产，也可以间歇生产。反应需要在高温下进行，反应时间较短，而且水分子等副产物排出容易。目前，现有技术中对半芳香族聚酰胺的合成做了一些研究，例如中国专利CN102153741A公开了一种长碳链半芳香耐高温聚酰胺的均聚物和共聚物的合成方法及其得到的聚合产物，该聚合产物主要是通过固相聚合的方法得到；中国专利CN103360599A公开了一种半芳香族和脂肪族聚酰胺嵌段共聚物，其中半芳香族聚酰胺嵌段的摩尔百分比含量为40％～99％、脂肪族聚酰胺嵌段的摩尔百分比含量为1～60％，该聚合产物主要是通过固相聚合的方法得到；中国专利CN101948619A公开了一种聚对苯二甲酰壬二胺材料及其制备方法；中国专利CN1106842A公开了聚酰胺9T、9M-T及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较高的力学性能和耐热性能，低吸水率，加工性能优异的长碳链耐高温聚酰胺，可应用于电子电器领域、LED领域、汽车领域、航空航天和军工领域等。

为达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种长碳链耐高温聚酰胺，其具有如下式Ⅰ结构：

式Ⅰ中，a＝10～100，b＝10～200，c＝10～100，d＝10～100，R为聚酯酰胺，其具有如下式II结构：

式II中，x＝10～200，y＝10～200，z＝10～100；

所述长碳链耐高温聚酰胺由单体1和聚酯酰胺共聚而成，所述单体1为摩尔比为1:0.55～0.8:0.2～0.45的己二胺、对苯二甲酸和十二烷二酸，且所述己二胺与对苯二甲酸和十二烷二酸两者用量和的摩尔比为1，所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的1～8％。

在其中一些实施例中，所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的2～6％。

在其中一些实施例中，所述长碳链耐高温聚酰胺的特性粘度为0.7～1.0dL/g，玻璃化温度T_g≥110℃，熔融温度T_m为300～315℃。

在其中一些实施例中，所述聚酯酰胺由单体2共聚而成，所述单体2为摩尔比为1:0.5～1:0.1～0.4的11-氨基十一酸、6-己内酯、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉。

在其中一些实施例中，所述聚酯酰胺由以下合成方法制得：(1)将真空干燥后的所述单体2加入到搅拌式聚合反应器中，同时加入所述单体2总重量的0.1～2％的钛化合物作为催化剂、加入适量水(传质传热的介质)；然后抽真空3～10min，通惰性气体3～10min，如此循环5～10次，使反应物存在于惰性气体保护下的环境中，控制所述搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1～0.5MPa；