[发明专利]间苯二甲胺型高温尼龙及其制备方法

说明书

本发明提供一种全新的间苯二甲胺型尼龙材料及其制备方法。本发明分别使用一种或多种二元酸与二元胺进行聚合，然后通过共聚的形式制备聚合物。本发明制备得到的间苯二甲胺型尼龙的熔点提升至260℃以上，能够满足其高温使用的要求。本发明的方法具有方便、成本低、效率高等特点，易于工业化。

技术领域

本发明属于尼龙制备领域，具体涉及间苯二甲胺型高温尼龙及其制备方法。

背景技术

众所周知，尼龙作为世界上第一款商品化工程塑料，凭借其优异的性能，被广泛应用于服装、汽车、包装等诸多领域。间苯二甲胺型尼龙(MX)，作为半芳香族尼龙的重要品种，自上世纪八十年代问世以来，凭借其出色的刚性、优异的加工性，以及良好的阻隔性能，受到人们的热捧。在此类材料中，最著名的品种即为聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)，其熔点约为237℃，且兼具诸多优点，故应用广泛。

随着社会需求的提升，人们对聚合物材料的耐高温性能提出了更高的要求。例如，在汽车零部件的制作中，通常需要尼龙等零部件的熔点高于260℃，在较为苛刻的情况下，如发动机附近的塑料零部件，其耐温要求更高。而现有MX材料的熔点通常在210～240℃之间，低于高温使用要求，因此MX材料熔点低、耐热性不足的问题，极大的限制了其在更广阔领域的应用。例如MX材料中最常见的MXD6，其由己二酸和间苯二甲胺通过聚合反应合成得到。MXD6的熔点一般在237℃左右，主要应用于膜材料、包装材料和汽车制造等领域，但有些应用场景需要其具有更高的耐热性能，此时常规的MXD6略显不足。当其在一些高温场景下，使用寿命较短，这限制了其更为广泛的应用。

针对这一问题，相关的研究较少。在仅存的研究中，大多采用对苯二甲胺与间苯二甲胺构成混合二元胺，之后与二元酸共聚，以形成共聚MX树脂。

专利文献CN102648232A公开了一种采用熔融聚合的方法制备的共聚聚酰胺树脂，其二胺成分由摩尔数70％以上的至少两种及以上苯二甲胺组成，所述苯二甲胺包含摩尔数20％以上的对苯二甲胺，其二羧酸成分包含摩尔数70％以上的碳原子数6～18的直链脂肪族二羧酸。该方法所合成的系列共聚尼龙树脂中，熔点最高达到了278℃。

专利文献CN104769010A公开了在压力0.3MPa下，向熔融状态的己二酸中滴加间苯二甲胺和对苯二甲胺混合物，通过控制间苯二甲胺和对苯二甲胺的比例，以及反应混合物的摩尔比(二胺成分/二羧酸成分)达到0.8时的温度控制在255℃以下，最终制备系列分子量16000的尼龙，其熔点最高达到269℃。

上述方法虽能在一定程度上提高材料熔点，但其采用单体熔融聚合的方法，该方法对原料纯度要求极高，且受设备限制无法实现完全连续化。同时，该种方法的产物较不均匀，含有更高熔点杂质，且无法轻易去除。此外，该方法通过在合成过程中向熔融己二酸中滴加间苯二甲胺的方式进行酰胺化，反应的初期和后期物料的反应速率和均匀程度存在很大差距，制备的产品的均匀性差。且对苯二甲胺极贵，使得共聚材料原料成本大幅提高。

因此，本领域需要一种对原料纯度、生产设备要求低，能够实现完全连续化生产，产品均匀性好，成本低的间苯二甲胺型高温尼龙及其制备方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种全新的间苯二甲胺型尼龙材料及其制备方法。本发明分别使用一种或多种二元酸与二元胺进行聚合，然后通过共聚的形式制备聚合物。本发明制备得到的间苯二甲胺型尼龙的熔点提升至260℃以上，能够满足其高温使用的要求。本发明的方法具有方便、成本低、效率高等特点，易于工业化。

具体而言，本发明提供一种间苯二甲胺型尼龙，所述间苯二甲胺型尼龙由二元酸和二元胺聚合而成，所述二元胺包括芳香族二元胺，所述芳香族二元胺包括间苯二甲胺，且间苯二甲胺占二元胺的质量分数≥60％，所述二元酸包括芳香族二元酸和脂肪族二元酸，所述芳香族二元酸包括对苯二甲酸，且对苯二甲酸占二元酸的质量分数≥40％。