[发明专利]一种芳香族聚酯酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳香族聚酯酰胺及其制备方法，属于高性能聚合物技术领域。

背景技术

聚酯酰胺是分子主链上含有酯链和酰胺键的聚合物。芳香族聚酯酰胺是其中的重要类型，它作为聚芳酯和聚芳酰胺的一种改性聚合物，兼具聚芳酯和聚芳酰胺的优点。

目前制备芳香族聚酯酰胺的方法主要有酯交换法、低温溶液缩聚法、界面缩聚法等。如采用酯交换法将脂肪族酰胺链段（如PA66）引入聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚（对氧基苯甲酸酯-co-对氧基萘甲酸酯），制得脂肪族或半芳香族共聚酯酰胺；或将同时含有羟基和氨基的芳香族单体进行乙酰化反应后与芳香族二酸进行低温溶液或界面缩聚反应，制得全芳香族共聚酯酰胺液晶。强极性的酰胺基团的引入和氢键作用力的存在对体系的杨氏模量、拉伸强度起到自增强的效果。当5～20wt%的PA66引入到PET时，共聚酯酰胺的拉伸强度与PET相比提高了30～100%（参见文献：M R Kamal and M A Sahto. Mechanical properties of injection molded blends of poly(ethylene-terephthalate) and poly(amide-6,6)[J]. Polymer Engineering and Science, 2004, 23(11): 637-641）。但是，与此同时也出现了新的问题，脂肪族或半芳香族共聚酯酰胺的玻璃化转变温度(T_g)仅为50～80^oC（参见文献W Steinmann, S Walter, M Beckers, G Seide and T Gries. Thermal analysis of phase transitions and crystallization in polymeric fibers[B]. Applications of calorimetry in a wide context – differential scanning calorimetry, isothermal titration calorimetry and microcalorimetry. 2013, InTech, Croatia, Chapter 12, 277-306），不能满足高温应用领域的要求。

中国发明专利（CN103328540B）公开了一种全芳族液晶聚酯酰胺树脂的制备方法及全芳族液晶聚酯酰胺树脂组合物的制备方法，提供的全芳族聚酯酰胺的Tg可达到150～200℃，但其刚性的分子链结构和较强的氢键作用力导致其熔点过高（>330℃），且加工成型难度大。因此，如何制备得到低熔点、高拉伸强度、高模量、高耐热的聚酯酰胺是目前高性能热塑性聚合物一个具有重大应用价值的课题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种兼具高拉伸强度、高模量、高耐热的芳香族聚酯酰胺及其制备方法。

实现本发明目的所采用的技术方案是提供一种芳香族聚酯酰胺的制备方法，包括如下步骤：

1、将1mol间位全芳香族二酚单体、2～4mol间位全芳香族二酸单体、1～3mol半芳香族二胺单体、0.5～2mmol催化剂及1.5～4mol醋酸酐加入反应器中；在氮气气氛、温度为120～140℃的条件下，进行乙酰化反应30～60min；

2、以0.5～1.5℃/min的升温速率升温至140～320℃，进行酯交换反应1～5h；

3、在真空度为1～20mbar，温度为300～320℃的条件下继续反应10～30min；

4、反应结束后，于氮气气氛中冷却至室温，将得到的产物研磨成精细粉末；在真空度为1～20mbar、温度为200～260℃的条件下，后缩聚反应18～36h，即得到一种芳香族聚酯酰胺。

上述技术方案中，所述的间位全芳香族二酚单体为1,3-间苯二酚、1,1’-联苯-3,4’-二酚、1,1’-联苯-3,3’-二酚、1,6-萘二酚、1,7-萘二酚、2,7-萘二酚中的一种，或它们的任意组合。

所述的间位全芳香族二酸单体为1,3-间苯二甲酸、1,1’-联苯-3,4’-二羧酸、1,1’-联苯-3,3’-二羧酸、1,6-萘二甲酸、1,7-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸中的一种，或它们的任意组合。