[发明专利]半芳香族聚酯酰胺及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种半芳香族聚酯酰胺及其合成方法。

背景技术

聚酯酰胺是分子主链上含有酯键和酰胺键的聚合物。其中，酯键结构具有较好的抗冲击性能，较高的模量和强度，并且，酯键的存在降低了熔点，有利于在熔融状态下加工制备纤维材料和各类型材。和酯键结构相比，酰胺键结构的缺点在于其吸水率较高，易产生蠕变。但是，酰胺键的存在使聚合物具有较高的玻璃化转变温度、结晶速率，较好的耐磨性和力学性能。同时，由于氢键的存在使聚合物的分子结构呈规则排列。因此，聚酯酰胺综合了聚酯和聚酰胺的共同优点，所以在很多行业得到了广泛的应用。

根据聚酯酰胺分子结构的不同，可分为脂肪族聚酯酰胺、半芳香族聚酯酰胺以及全芳香族聚酯酰胺。目前，现有技术中对聚酯酰胺的合成做了一些研究，例如：中国专利CN103172855A公开了一种以乳酸、氨基酸为原料制备脂肪族聚酯酰胺；中国专利CN103788367A公开了一种具有脂环结构的聚酯酰胺的制备方法；中国专利CN103906789A公开了一种全芳香族聚酯酰胺的制备方法；中国专利CN103881086A公开了以脂肪族尼龙盐与脂肪族二元酸缩聚制备二酰胺二酸，再与二元醇缩聚制备脂肪族交替聚酯酰胺预聚体，经二元恶唑啉和二酰基双内酰胺扩链剂对预聚体扩链，制备得到可生物降解交替型聚酯酰胺；中国专利CN102906158A公开了以芳香族二羧酸、脂肪族二醇和丙氨酸制备得到半芳香族聚酯酰胺，但是该专利没有详细地公布制备工艺参数；美国专利US0065314公开了以己二酸、1,4-丁二醇、己内酰胺、己二胺为原料，在支化剂季戊四醇的作用下合成一种三嵌段可生物降解聚酯酰胺；德国专利DE4327024公开了以己二酸、1,4-丁二醇、己内酰胺或己二胺反应合成可生物降解的聚酯酰胺，该产品有良好的机械性能和生物降解性能，并以BAK为商标生产了一系列此类的聚酯酰胺。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种力学性能和玻璃化转变温度较高的，吸水率低以及具有生物来源的半芳香族聚酯酰胺，可应用于模塑制品和包装材料等，或作为聚酯与聚酰胺的相容剂、半芳香族聚酰胺的改性剂等。

为了实现上述发明目的，本发明采取了如下技术方案：

一种半芳香族聚酯酰胺，其具有如下式Ⅰ结构：

式Ⅰ中，a＝2～12，m＝1～5，x＝10～200，y＝10～200，z＝1～20，其中x＝y；

所述半芳香族聚酯酰胺由脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉共聚而成；所述脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.5～1:0.01～0.2。

在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇、对苯二甲酸、11-氨基十一酸、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的摩尔比为1:1:0.6～0.8:0.05～0.08。

在其中一些实施例中，所述半芳香族聚酯酰胺的特性粘度为0.7～1.0dL/g，玻璃化温度Tg≥98℃，熔融温度Tm为235～245℃。

在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇中的一种或一种以上的混合物。

在其中一些实施例中，所述脂肪族二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇或1,10-癸二醇中的一种或一种以上的混合物。

本发明的另一目的是提供一种上述半芳香族聚酯酰胺的合成方法。

具体技术方案如下：

一种上述半芳香族聚酯酰胺的合成方法，包括以下步骤：

(1)将真空干燥后的11-氨基十一酸与对苯二甲酸加入到搅拌式聚合反应器中，抽真空3～10min，后通惰性气体3～10min，如此循环5～10次，使反应物处于惰性气体保护下的环境中，控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.1～0.5MPa；

(2)将搅拌式聚合反应器密闭加热至130～160℃，并调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为0～100r/min后，在自身压力的条件下对反应物保温保压0.5～4小时，放气至常压，同时将搅拌式聚合反应器的温度降至25～40℃；