[发明专利]本体一锅法制备交联聚酰胺的方法

说明书

本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，属于聚酰胺技术领域。由二胺和(甲基)丙烯酸酯进行本体迈克尔加成反应生成二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，得到交联聚酰胺。该方法反应条件温和，原料易得，步骤简单，过程绿色环保，且得到的交联聚酰胺力学性能优良。

技术领域

本发明建立了一种利用二胺和(甲基)丙烯酸酯一锅法制备交联聚酰胺的方法。具体方法是由二胺和(甲基)丙烯酸酯发生本体迈克尔加成反应生成二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，制备交联聚酰胺，属于聚酰胺技术领域。

技术背景

聚酰胺是一类综合性能优良的聚合物材料，具有优越的力学性能、高强度、韧性好，并且具有耐油、耐腐蚀的特性，能够满足工业的需求，有很大的发展空间。现如今，普通聚酰胺主要为线性结构，线性聚酰胺的合成工艺一般分为两类：(1)由二元酸和二元胺缩聚而成；(2)由ω-氨基酸或者己内酰胺等开环聚合而制备。

交联聚酰胺由于其良好的分子间作用力和不溶于有机溶剂等特性，通常作为耐油涂料、粘合剂、复合材料和分离膜使用。交联聚酰胺目前主要通过两种方法合成：(1)开环聚合-交联法，利用己内酰胺或十二内酰胺的阴离子开环聚合合成线型聚酰胺，再与多元酰基己内酰胺(JP 02032128 A)或己内酰胺封端的多异氰酸酯(US 20130079465 A1)进行交联而制备；该方法需要在高温下进行，制备过程复杂。(2)多胺-酰氯法，利用多胺与多元酰氯反应制备交联聚酰胺(JP 04354524 A)；这种方法往往需用腐蚀性的酰氯，且需在有机溶剂中进行聚合。

本发明建立了一种本体一锅法制备交联聚酰胺的方法，该方法一次加入二胺和(甲基)丙烯酸酯，进行本体迈克尔加成及缩聚，制备交联聚酰胺，反应中不需添加任何催化剂或者溶剂，过程简单，绿色环保，且得到的聚酰胺性能优良。

发明内容

本发明提供了一种二胺和(甲基)丙烯酸酯本体一锅法制备交联聚酰胺的方法。该制备方法原料易得，操作简单，反应条件温和，不需要添加任何催化剂或者溶剂，过程绿色环保，且得到的交联聚酰胺性能优良。

本发明以二胺和(甲基)丙烯酸酯为原料，先进行本体迈克尔加成，得到二胺多酯混合物，经升温熔融缩聚，生成交联的聚酰胺。具体步骤如下：

1)迈克尔加成反应：将二胺和(甲基)丙烯酸酯以1:n(n＝1～4)的摩尔比，在50℃～100℃反应数小时，得到二胺多酯混合物。

2)制备交联聚酰胺：将步骤1)得到的二胺多酯混合物升温至150℃～190℃，在氮气保护下，常压反应至粘稠液体，倒入聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中(≤30mmHg，150℃～190℃)反应8～10h，得到交联聚酰胺薄膜材料。

其中，步骤1)得到的二胺多酯混合物分子式包括如下所示：

其中R为：

R’为烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等。在步骤1)中，所得二胺多酯混合物中存在二胺单酯、二胺二酯、二胺三酯和二胺四酯等结构，其中二胺二酯中又含有(a)、(b)两种可能的结构。四种化合物的含量会随二胺/(甲基)丙烯酸酯的摩尔比变化而变化。

步骤2)中，经升温熔融缩聚所得的交联聚酰胺的通式包括如下所示的一种，其中的环的大小可不同，N上总取代基个数可不同：

整个反应为一锅法，本体反应，其中步骤1)在50℃～100℃下发生迈克尔，步骤2)在150℃～190℃进行缩聚及交联反应。

其中，步骤1)中所用的二胺为单一或混合二胺，具有如下所示的结构：

H₂N-R-NH₂

其中R为：