[发明专利]耐高温半芳香聚酰胺、其制备方法、组合物和成型品

说明书

本发明提供一种耐高温半芳香聚酰胺树脂、其制备方法、组合物和成型品。所述聚酰胺树脂的聚合单体包括二胺单体和二酸单体，所述二胺单体选自二胺单体A1、二胺单体A2，所述二酸单体选自二酸单体B1、二酸单体B2，所述二胺单体A1与二胺单体A2的碳原子数(C)满足：C_A1‑C_A2≥4，二酸单体B1选自碳原子数为7～12的芳香族二羧酸及其衍生物，二酸单体B2选自碳原子数为4～18的脂肪族二羧酸。本发明的聚酰胺树脂具有更好的流动性，高分子链的无规程度越大，链间的缠结越少，共聚酰胺的流动性越好。本发明的耐高温半芳香聚酰胺的一步法缩合聚合工艺，熔融出料容易，熔体的流动性和稳定性好。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐高温半芳香聚酰胺。

背景技术

耐高温聚酰胺因其具有较高的耐热性、尺寸稳定性、良好的力学强度和可熔融加工性，被广泛应用于电子器件、汽车发动机周边部件和航空航天等领域。其中，长碳链半芳香聚酰胺尤为重要，刚性苯环结构赋予了材料优异的尺寸稳定性和力学强度，内旋转位阻较小的长碳链结构赋予了材料较好的韧性和较低的吸水率。而长碳链半芳香聚酰胺分子链之间大量缠结、熔体流动性较差，给一步法聚合工艺的熔融出料阶段和成品的注射成型带来很大的困难。

目前，改善聚合物流动性的方法多从以下几个方面考虑：1)降低聚合物的分子量；2)加入流动改性剂；3)提高加工温度；4)增大剪切速率或剪切应力。但以上几种方法都存在不可避免的问题：聚合物分子量的降低能够大幅度降低聚合物的熔体粘度、增大熔体流动性，但同时也会使材料的机械性能大幅度下降；加入流动改性剂与聚酰胺进行熔融共混，也要考虑助剂与基体的相容性问题、助剂的析出和气味问题等；提高加工温度可以增大聚酰胺熔体的流动性，但耐高温聚酰胺的加工窗口较窄，过高的加工温度也会带来高温老化降解、交联产生凝胶等问题，进一步增大熔融加工的困难；聚酰胺熔体是一种假塑性流体，其表观粘度会随剪切速率或剪切应力的增大而降低，但剪切速率过高、剪切力太强也会使材料发生机械降解。

专利CN101200591B公布了一种快速流动的耐高温尼龙复合材料，通过向流动性较差的半芳香聚酰胺基体中引入0.1～10wt％的流动改性剂(如硅酮类化合物、褐煤酸衍生物、高分子蜡类润滑剂等)来改善其流动性，流动改性剂用偶联剂处理后与聚酰胺基体进行共混造粒以增加其相容性。流动改性剂具有优异的外部和内部润滑作用，能够有效降低聚酰胺基体与加工设备以及聚酰胺分子链之间的摩擦力。专利CN1368994A公布了一种高流动性聚酰胺组合物，通过向高分子量聚酰胺基体中添加0.5-20wt％的比高分子量聚酰胺基体熔点更高的聚酰胺低聚物来改善高分子量聚酰胺的流动性。聚酰胺低聚物(平均分子量不超过5000g/mol)相对于高分子量聚酰胺来说相当于增塑剂起到一定的增塑作用，同时与高分子量聚酰胺基体具有良好的相容性，但该方法的缺点是需要分别制备两种聚酰胺再进行熔融共混，工艺较为复杂。专利CN101798456B公布了一种具有星型支化结构的尼龙复合材料，通过向聚酰胺基体中引入0.05-5wt％的含有至少3个反应性官能团的星型支化剂(如三羧基苯磺酸、三氨基三苯甲烷、三羟基环氧丙烷等)来改善其流动性，星型支化剂充当塑化剂的同时使分子呈滚动式运动，进而提高聚酰胺注塑加工流动性，但并未给出具体的流动性改善的相关数据。该方法的缺点是支化剂的引入使得聚酰胺基体发生部分交联，适度交联有助于改善材料的力学性能，但交联也会使熔体流动性大幅度降低，如何在二者之间找到平衡是一个难点。

目前，专利已公开的改善聚酰胺流动性的方法多从共混角度入手，通过双螺杆熔融挤出向聚酰胺基体中引入小分子或高分子润滑剂、与基体相同的低分子量聚酰胺、线性或支化结构的聚烯烃、液晶聚合物、星型支化剂等来改善聚酰胺熔体的流动性能。通过熔融共混的方法可以从一定程度上改善长碳链半芳香聚酰胺的熔融加工性能，但并不能从聚合的角度解决其一步法聚合的熔融出料问题。

发明内容

为解决现有技术和产品的不足，本发明提供了一种耐高温半芳香聚酰胺树脂及其制备方法。