[发明专利]熔融聚酰胺的交联

说明书

本发明涉及一种通过下述过程制备交联聚酰胺(vP)的方法：在第一温度T₁下提供熔体(S)，其包含至少一种含有呋喃单元的聚酰胺(P)和至少一种亲二烯体，随后将所述熔体(S)冷却至低于至少一种聚酰胺(P)的熔融温度T_M的第二温度T₂，得到交联聚酰胺(vP)。本发明还涉及一种可通过本发明的方法获得的交联聚酰胺(vP)。

聚酰胺通常是半结晶聚合物，由于其非常好的机械性能而在工业上特别重要。特别地，其具有高的强度、刚度和韧度、良好的耐化学性以及高的耐磨性和耐电痕性。这些性能对于制备注塑模制品尤为重要。高韧度对于聚酰胺作为包装膜的用途特别重要。由于其机械性能，聚酰胺在工业上用于制备织物，例如钓鱼线、登山绳和地毯。聚酰胺还用于制备墙上的插头、螺钉和扎线带(cabletie)。此外，聚酰胺还用作油漆、粘合剂和涂料。

为了制备在化学和机械上特别稳定的聚酰胺，使聚酰胺进行例如交联。在现有技术中记载了各种用于交联聚酰胺的技术。

例如，在聚酰胺的制备中，可以使用官能度为3以上的单体，从而使所得的聚酰胺交联。然而，该方法的缺点在于，以此方式制备的交联聚酰胺不能通过注塑和挤出的常规加工技术进一步加工，这是因为所述聚酰胺在熔融时通过转酰胺作用继续反应，结果使其性质发生改变。

聚酰胺交联的另一变型涉及在制备聚酰胺的组分之后通过γ辐射来使其交联。此处，缺点在于，该交联不可逆，因此聚酰胺不能再进一步加工，例如再成形(reshape)。此外，额外的处理步骤增加了成本和后勤费用。

在现有技术中记载了各种提供聚合物(特别是聚酯以及聚酰胺)的方法，所述聚合物可以可逆地交联，以确保它们的进一步加工。这样的聚合物也称为官能聚合物。

例如，可以将二烯和亲二烯体设置在聚合物的侧链，这些物质能够通过狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应将相邻的链彼此连接，并因此交联。

在聚合物的侧链中使用二烯和亲二烯体的一个缺点在于，通过该侧链改变了聚合物的机械性能。此外，该侧链还改变了聚合物的玻璃化转变温度T_G并降低了其结晶度。在聚合物的侧链中使用彼此并排的二烯和亲二烯体的另一个问题被认为是，在某些情况下(例如在剪切下)，二烯与亲二烯体发生不希望的反应，使得聚合物的性质可能发生改变。此外，将二烯和亲二烯体引入侧链中通常伴随着增加的合成工作以及因此更高的成本。

因此，需要能够制备交联聚合物、特别是交联聚酰胺的方法，其不具有上述缺点，或具有降低程度的上述缺点。

因此，本发明的目的是提供一种制备交联聚酰胺的方法，其不具有或具有降低程度的上述制备交联聚酰胺的现有技术方法的缺点。此外，所述方法应能够尽可能简单和廉价地进行。

该目的通过一种制备交联聚酰胺(vP)的方法实现，所述方法包括以下步骤

i)在第一温度T₁下提供一种熔体(S)，其包含以下组分

A)至少一种聚酰胺(P)，其具有熔融温度T_M并且含有通式(I)的二烯单元

其中

R¹和R²彼此独立地选自C₁-C₁₀烷二基，

B)至少一种亲二烯体，其含有至少两个对存在于组分A)中的二烯单元呈反应性的亲二烯单元，

所述第一温度T₁高于组分A)的熔融温度T_M，

ii)将熔体(S)冷却至低于组分A)的熔融温度T_M的第二温度T₂，得到交联聚酰胺(vP)。

本发明的方法的一个特征是其容易实施。通过本发明的方法，可以调整所得的交联聚酰胺(vP)的交联度，从而以非常有针对性且受控的方式影响材料的性质。

由于本发明的方法是在熔体中进行的，因此不需要使用溶剂。因此，交联聚酰胺不含溶剂衍生的杂质，这特别有利于交联聚酰胺(vP)的进一步加工。

由于交联聚酰胺(vP)的交联是可逆的，因此该交联聚酰胺(vP)可以再次熔融并例如再成形。

此外，根据本发明制备的交联聚酰胺(vP)比未交联的聚酰胺具有更大的刚度，更特别是较高的弹性模量和较高的屈服应力，以及更高的断裂应力。

下文将更详细地阐述本发明的方法。

步骤i)