[发明专利]一种共聚半芳香尼龙的合成方法

说明书

本发明涉及一种共聚半芳香尼龙的合成方法，属于高分子材料合成技术领域。本发明的共聚半芳香尼龙的合成方法，包括二元胺和二元酸通过保压预聚合得到湿粉末状预聚物；然后进行固相后聚合，得到粉末状的共聚半芳香尼龙。该预聚合在保压下进行，得到的预聚物无需粉碎和烘干，且得到的预聚物尺寸较小，有利于固相后聚合时副产物水分子的排出，使得固相后聚合反应效率高，分子量提升快；该方法非常巧妙地以溶剂含量为10wt％～30wt％的湿粉末状预聚物作为固相后聚合的原料，溶剂蒸汽会破坏预聚物分子链间的氢键作用，大幅提高端基活性，活性端基比例的大幅度增加使得有效碰撞次数显著升高，从而有效提高了固相后聚合的反应效率。

技术领域

本发明涉及一种共聚半芳香尼龙的合成方法，属于高分子材料合成技术领域。

背景技术

半芳香族尼龙是由脂肪族二胺或二酸与带芳环的二酸或二胺经缩聚制得的一类尼龙，它含有脂肪族和芳香族的结构特征，与脂肪族尼龙相比，其具有良好的耐热性、力学性能、耐溶剂性和药品性、良好的绝缘性和低的吸湿率；与全芳香族尼龙相比，其具有良好的韧性和较低的熔点，因而加工性能好，性价比高。半芳香族尼龙优异的综合性能，使其广泛应用于汽车和电子电气行业，市场需求不断增加，应用领域逐渐扩大。

共聚半芳香尼龙主要有尼龙PA5T系列和尼龙PA6T系列(CN 103387667 A、CN110028665A、CN 109851780 A、US 2011/0105683 A1、张传辉等.耐高温PA6T共聚物的合成与表征、王双.半芳香聚酰胺PA6T/66的合成工艺及性能研究.)等。由于较高分子量的共聚半芳香尼龙的熔体粘度大，产物难以从反应装置中熔融排出，常用的聚合方法是先预聚合得到粘度较低(分子量较低)的、能够熔融出料的预聚物，预聚物排出预聚合装置后，经过水冷、甩干、粉碎、烘干后，再进行固相后聚合，得到较高分子量的半芳香尼龙产品。此工艺过程称之为传统的“两步法”，即预聚合和固相后聚合。但此制备方法存在诸多缺点，比如，固相后聚合的温度高，时间长，能耗高，产品容易凝胶、发黄，产生黑点等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共聚半芳香尼龙的合成方法，该方法反应效率高，易操作，适用于合成共聚半芳香尼龙，有利于满足市场需求。

本发明的技术方案如下：

一种共聚半芳香尼龙的合成方法，包括以下步骤：

(1)预聚合

在保护气氛中，二元胺和二元酸在溶剂中进行保压预聚合，预聚合完成后降温出料，得到混合液，将混合液脱溶剂得到溶剂含量为10wt％～30wt％的湿粉末状预聚物；

所述二元胺为C₅～C₁₄的脂肪族二元胺；所述二元酸包括对苯二甲酸和/或间苯二甲酸；

(2)固相后聚合

在保护气氛中，步骤(1)得到的溶剂含量为10wt％～30wt％的湿粉末状预聚物在200～240℃下进行固相后聚合，得到粉末状的共聚半芳香尼龙。

本发明步骤(1)中，预聚合完成后降温出料得到的混合液会迅速分层，下层为预聚物，上层为溶剂。对于混合液脱溶剂的具体操作方式不作限定，比如，采用离心甩干的方式即可脱去溶剂，得到具有一定溶剂含量的湿粉末状预聚物，可根据需要，脱溶剂至溶剂含量为10wt％～30wt％。湿粉末状预聚物中溶剂的质量分数包括但不限于10％、15％、20％、25％、30％。

固相后聚合的温度包括但不限于200℃、210℃、220℃、230℃、240℃。

本发明的步骤(1)和步骤(2)中，保护气氛为本领域常规的保护气氛即可，比如保护气氛对应的气体可以采用N₂、CO₂或Ar等气体。保护气氛可通过保护气体对反应容器进行气体置换的方式实现，置换气体的次数可以是三次。