[发明专利]一种共聚半芳香族聚酰胺及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共聚半芳香族聚酰胺及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明共聚半芳香族聚酰胺按摩尔份数计包括如下组分：100份长碳链脂肪族二胺，70‑90份对苯二甲酸，10‑30份长碳链脂肪族二酸，其中，所述对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔份数之和为100份；所述共聚半芳香族聚酰胺的制备方法包括以下步骤：（1）将过量的长碳链脂肪族二胺、对苯二甲酸、长碳链脂肪族二酸在高压高温反应得到低分子量的共聚半芳香族聚酰胺；（2）低分子量的共聚半芳香族聚酰胺和长碳链脂肪族二酸经过连续式聚合反应器聚合得到高分子量的共聚半芳香族聚酰胺。本发明工艺流程简单可控，停留时间短，物料降解少，得到的共聚半芳香族聚酰胺韧性大大提高。

技术领域

本发明涉及一种共聚半芳香族聚酰胺及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

半芳香族聚酰胺是带芳环的二胺或二羧酸与脂肪族二羧酸或二胺缩聚反应制备的聚酰胺。由于在聚酰胺分子主链中导入了芳环，半芳香族聚酰胺比常用的聚酰胺(如尼龙6，尼龙66)有更高的耐热性和吸水率。随着技术的迅速发展，电子行业和汽车业对所使用的聚酰胺的耐热性等性能有更高的要求，这使得半芳香族聚酰胺在这些方面有着广阔的应用前景。

由于在高分子链上引入了苯环，半芳香族聚酰胺有着较高的强度和结晶度，这也导致其韧性大大降低，在一定程度上限制了其应用范围。

工业上用来生产聚酰胺的熔融聚合方法可以被用来制备半芳香族聚酰胺。专利US6140459描述了以对苯二甲酸、1,6-己二胺和另一种脂肪族长链二元羧酸为原料，通过熔融聚合来合成聚酰胺6T共聚物，采用熔融聚合制备半芳香族聚酰胺时，后期聚合反应温度会超过聚合物的熔点，且在高温下停留时间过长，各种副反应以及聚合物的降解反应剧烈，容易造成聚合物色调变差、机械强度降低和成型性变坏的现象。由于反应温度高，聚合速度快，粘度不易控制，容易造成粘度不均一。使用间歇式的生产工艺，半芳香族聚酰胺的高粘度和低流动性更会导致出料困难和釜内残料多，影响产品质量和生产的稳定。

工业上也有采用两步聚合的方法。专利CN101759853B以水为反应介质，采用氮气加压法制备半芳香族聚酰胺，先制得特性黏度为0.06-0.3dL/g范围内的预聚物，出料后采用固相增粘或熔融增粘得到最终产品。该方法得到的预聚物需经过出料、粉碎、烘干等处理才能进行下一步，过程复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种共聚半芳香族聚酰胺及其制备方法，该种半芳香族聚酰胺有着较高的韧性，同时提供一种简单、可连续化生产、产品分子量高且易控制的共聚半芳香族聚酰胺的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种共聚半芳香族聚酰胺，按摩尔份数计，包括以下组分：长碳链脂肪族二胺100份、对苯二甲酸70-90份及长碳链脂肪族二酸10-30份，其中，所述对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔份数之和为100份。

所述长碳链脂肪族二胺为癸二胺、十二碳二胺或十四碳二胺中的一种或多种。

所述长碳链脂肪族二元酸为癸二酸、十二碳二酸和十四烷二酸中的一种或多种。

所述共聚半芳香族聚酰胺的制备方法，包括以下步骤：

(1)在惰性气氛下，将对苯二甲酸、长碳链脂肪族二酸及过量长碳链脂肪族二胺和去离子水混合后，将温度升200-220℃，压力升到1.5-3.0MPa，持续排出水蒸气，以维持一定压力，在恒定压力下，反应2-5小时后，慢慢泄压至常压后，在温度280-300℃下，继续反应1-2小时，挤出切粒，冷却，得到低分子量共聚半芳香族聚酰胺粒子；

(2)将步骤(1)得到的低分子量共聚半芳香族聚酰胺粒子熔融，连续泵送入聚合器，同时，向聚合器中连续泵送入熔融的长碳链脂肪族二酸，低分子量共聚半芳香族聚酰胺和二酸在聚合器内，进行聚合反应，生成高分子量的共聚半芳香族聚酰胺。