[发明专利]耐高温尼龙树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温尼龙树脂的制备方法，其包括：在有催化剂存在的条件下，使1‑氢‑苯并咪唑‑2，5‑二胺、脂肪族二元酸或芳香族二酸及溶剂在保护性气氛下混合反应，制得苯并咪唑二羧酸；以及，在有催化剂存在的条件下，使苯并咪唑二羧酸、除苯并咪唑二羧酸以外的其它二元酸、脂肪族二元胺及水与乙醇的混合物在卧式内置转动搅拌桨叶高温高压反应器内于保护性气氛下混合反应，制得耐高温尼龙树脂。本发明真正实现了耐高温尼龙树脂的“一步法”聚合，工艺简单、条件温和、效率高、绿色环保，对设备要求低，且聚合过程物料无结块和黏结现象，适合产业化，同时所获耐高温尼龙树脂产品的耐高温性能和拉伸强度、弯曲强度等力学性能也明显提升。

技术领域

本发明具体涉及一种耐高温尼龙树脂的制备方法，属于高温、高强、高模尼龙的制备领域。

背景技术

随着现代科学技术的迅速发展，各领域对高性能材料尤其是对耐高温工程塑料的需求日益迫切。因此几十年来，耐高温工程塑料一直成为人们竞相研究的热点之一。耐高温尼龙树脂作为耐高温工程塑料的一种，是由脂肪族二胺或二酸与带芳香环的二酸或二胺经缩聚反应制得，由于尼龙主链引入芳环结构，因而尼龙产品的耐热性能和力学性能得到了提高，同时吸水率也有不同程度地降低，并且有较好的性价比，是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料PEEK之间的高耐热性树脂。

耐高温尼龙树脂由于其结构特点，存在一系列优异的共性，例如：优良的短期和长期的耐热性；高温下的高刚性；高的抗蠕变性，尤其在高温条件下；突出的韧性；优异的耐疲劳性；良好的抗化学药品性；优异的流动性；较低的材料成本，因为优异的机械性能使得壁厚更薄并由此减轻重量和降低制件价格；由于优异的机械性能和充模性能，使设计具有更大的自由度。

目前耐高温尼龙树脂一般拉伸强度低于90MPa，弯曲强度低于140MPa；进一步提高基体树脂的强度和刚性，可以有效提升耐高温尼龙树脂制品的性能，进而拓展在耐高温尼龙树脂材料在汽车和电子电气领域中的应用范围。

耐高温尼龙树脂的制备方法通常是“三步法”和“两步法”。“三步法”即：(1)制备尼龙盐，(2)合成预聚物，(3)增粘后缩聚。“两步法”有两种模式，其中第一种模式为：(1)尼龙盐和预聚物合成，(2)增粘后聚合；第二种模式为：(1)制备尼龙盐，(2)预聚物和增粘后缩聚合。近些年来，研究人员尝试提出了“一步法”制备耐高温尼龙树脂，但还存在诸多问题。例如，CN1537881A、CN103360598A和CN107383365A等提到采用熔融聚合法一步法制备耐高温尼龙树脂，这种方法缺点在于反应温度要高于耐高温尼龙树脂的熔点，出料温度在300℃以上，势必造成物料出现氧化、碳化以及出料不完全等问题。CN105339415A、CN104327265A和CN112321820A等提出的聚合方式实际上是“两步法”，即，第一步先合成尼龙盐，第二步通过尼龙盐直接得到聚合物，不是真正意义的“一步法”；另外该方法适用范围窄，通过一种或两种半芳香尼龙盐，从而得到均聚或共聚半芳香尼龙，但聚合时如添加脂肪族尼龙盐，例如尼龙66盐等，采用该方法制备耐高温尼龙树脂，半芳香尼龙盐和脂肪族尼龙盐的反应活性差别大，势必造成产品批次间差异大。CN104817693A将对苯二甲酸、十一碳二元胺和水加入到转鼓反应器中制备长碳链半芳香尼龙；该方法为“一步法”，但是该方法只能制备均聚长碳链半芳香尼龙，适用范围窄。另外，现有方法制备耐高温尼龙树脂时，还普遍存在聚合过程中物料结块、黏壁等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐高温尼龙树脂的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明的一些实施例提供的一种耐高温尼龙树脂的制备方法包括：

(1)在有第一催化剂存在的条件下，使1-氢-苯并咪唑-2，5-二胺、脂肪族二元酸或芳香族二酸及第一溶剂在保护性气氛下混合反应，制得苯并咪唑二羧酸；