[发明专利]用于制备聚酰胺6的方法

说明书

本发明涉及一种用于通过己内酰胺的水解聚合制备聚酰胺6的方法。通过这种方法制备的聚酰胺6具有对热和光的固有稳定性，并且适用于生产纤维和膜。本发明还涉及由通过本发明的方法制备的聚酰胺6纺丝和/或挤出的纤维和膜，并且涉及这种聚酰胺用于生产纤维和膜的用途。

本发明涉及通过己内酰胺的水解聚合制备聚酰胺6的方法。通过该方法制备的聚酰胺6具有对热和光的固有稳定性并且适用于生产纤维和膜。本发明还涉及由通过本发明的方法制备的聚酰胺6纺丝或挤出的纤维和膜，以及涉及该聚酰胺用于生产纤维和膜的用途。

聚酰胺在工业上以稳定增加的量生产数十年了，因为这类聚合物的技术性质使其成为通用材料。由于聚酰胺的机械强度，它们特别适合用于生产纤维或膜。

在纤维的生产中，聚酰胺具有窄的摩尔质量分布是特别重要的。同样重要的是，纤维必须具有良好的染色能力以及良好的热和光稳定性。通过在聚酰胺合成期间加入合适的添加剂，可以改善所有这些性质。

如今，聚己内酰胺(PA 6)的合成经由所谓的VK管(“简化连续”)以一个或两个阶段连续进行。为此，将原料己内酰胺与1至5重量％的水混合并加热。为此，己内酰胺最初在约90℃的温度下以液体形式加入。随后将混合物在120至140℃的温度下进料到连续过程。水对于己内酰胺开环是需要的，但是随后必须再次蒸馏掉。

在VK管的顶部，设置水含量、250至280℃的温度和压力用于进一步的反应。理想地，反应混合物随后在VK管中以活塞流向下移动，其中反应的进程根据VK管中的停留时间而变化，从而使熔融相中的反应在VK管的末端结束。将熔体冷却并通过合适的造粒系统切割。

由于建立的化学平衡，约10％的己内酰胺保留在熔体中。通过热水提取将剩余量的原料洗掉。洗涤水被浓缩到一定程度使得其中存在的己内酰胺可以再次用于该过程以重新进行反应。提取的聚酰胺碎片随后在氮气气氛下干燥，并任选地以固态进一步缩合(SSP–固态后缩合)。

在进一步加工以提供纺织线或膜之前，将成品聚酰胺碎片以适当的方式进行中间储存。除了使用单个VK管外，同样可以在随后为两阶段过程的过程中使用上游压力阶段。此外，己内酰胺可以在高压釜中以间歇过程合成。这些过程例如在“Kunststoff Handbuch 3/4,Polyamide,Becker/Braun,Carl Hanser Verlag Munich Vienna,1998”中进行描述。

摩尔质量分布的宽度在反应过程期间借助于向原料中加入合适的链转移剂而确定。已知的链转移剂是单官能或双官能的二羧酸。将添加剂进一步加到反应混合物中是有利的，因为所产生的碎片仅需在挤出设备中熔融并在进一步加工过程期间进料到所需的挤出模头。不需要用于随后加入添加剂的其他工厂设备。

因此，己内酰胺的水解聚合的整个过程具有高附加值和良好的经济性。

根据现有技术，添加剂在VK管上游的储罐中与己内酰胺一起混合。关于此主题，另请参见“Nylon Plastics Handbook,M.I.Kohan,Hanser Publishers,Munich Vienna NewYork,1995”。没有公开关于加入添加剂的更多细节。

WO 97/13800 A1涉及使用链转移剂生产的水解聚合的聚己内酰胺，其中己内酰胺的聚合与0.1至0.7重量％的芳族二羧酸、0至0.7重量％的具有伯或叔氨基的脂族或脂环族二胺和/或0.01至0.7重量％的4-氨基-2,2,6,6-四烷基哌啶一起进行。

文献描述针对光和热对聚合物的破坏的另外一系列可能的稳定剂，例如在“Handbuch Kunststoff Additive,R.Maier,M.Schiller,Carl Hanser Verlag,Munich,1998”中。

DE 10 2015 224 537 A1描述一种制备包含至少一种聚酰胺的颗粒的方法，其中至少一种聚酰胺的至少一种前体化合物在至少一种任选地有机改性的无机稳定剂的存在下在非水分散介质中在240至350℃的温度下反应。