[发明专利]一种高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，包括88-95mol％的式(I)所示的呋喃二甲酸二元醇酯重复单元和5-12mol％的式(II)所示的呋喃二甲酰二胺重复单元；其中R₁为主链碳原子数≤3的亚烷基或取代亚烷基，R₂为主链碳原子数为5或6的亚烷基或取代亚烷基；

或，包括65-90mol％的式(I)所示的呋喃二甲酸二元醇酯重复单元和10-35mol％的式(II)所示的呋喃二甲酰二胺重复单元；其中R₁为主链碳原子数≤3的亚烷基或取代亚烷基，R₂为主链碳原子数为7-12的亚烷基或取代亚烷基：

(I)

(II)

2.根据权利要求1所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，其中R₂为主链碳原子数为10-12的亚烷基或取代亚烷基。

3.根据权利要求1所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，所述聚酯酰胺的特性黏数≥0.8dL/g，杨氏模量≥2.0GPa，拉伸断裂强度≥60MPa，断裂伸长率≥10％，氧气渗透系数≤0.02barrer。

4.根据权利要求1所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，所述的呋喃二甲酸二元醇酯重复单元为2,5-呋喃二甲酸二元醇酯重复单元；所述的呋喃二甲酰二元胺重复单元为2,5-呋喃二甲酰二元胺重复单元；

和/或，R₁选自亚乙基、1,3-亚丙基或2-甲基-1,3-亚丙基中的一种，R₂选自五亚甲基、六亚甲基或十亚甲基中的一种。

5.根据权利要求1所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，所述聚酯酰胺包括88-94mol％的2,5-呋喃二甲酸二元醇酯重复单元和6-12mol％的2,5-呋喃二甲酰己二胺重复单元；

或，所述的聚酯酰胺包括70-90mol％的呋喃二甲酸二元醇酯重复单元和10-30mol％的呋喃二甲酰癸二胺重复单元。

6.根据权利要求1或5所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，所述聚酯酰胺包括88-92mol％的2,5-呋喃二甲酸乙二元醇酯重复单元和8-12mol％的2,5-呋喃二甲酰己二胺重复单元；

或，所述的聚酯酰胺包括80-90mol％的呋喃二甲酸乙二元醇酯重复单元和10-20mol％的呋喃二甲酰癸二胺重复单元。

7.根据权利要求1所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺，其特征在于，所述聚酯酰胺的杨氏模量≥3.0GPa，拉伸断裂强度≥60MPa，断裂伸长率≥90％，氧气渗透系数≤0.015barrer。

8.根据权利要求1-7任一项所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将呋喃二甲酸或其二酯、主链碳原子数≤3的二元醇、主链碳原子数为5-12的二元胺和催化剂，混合均匀，得到反应混合物；

步骤2，将反应混合物升温至170-210℃下进行低聚反应，至呋喃二甲酸或其二酯的反应程度达到90％以上，得到中间产物；

步骤3，将反应体系升温至230-260℃，压力降至200Pa以下，缩聚得到所述聚酯酰胺；

二元醇与呋喃二甲酸或其二酯的摩尔比为1.1:1～3:1；

当所述二元胺的主链碳原子数为5或6时，二元胺与呋喃二甲酸或其二酯的摩尔比为0.05-0.12:1；

当所述二元胺的主链碳原子数为7-12时，二元胺与呋喃二甲酸或其二酯的摩尔比为0.10-0.35:1。

9.根据权利要求8所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺的制备方法，其特征在于，所述二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇或2-甲基-1,3-丙二醇中任一种；

所述二元胺选自1,5-戊二胺、1，6-己二胺或1,10-癸二胺中任一种。

10.根据权利要求8所述的高强度高韧性高阻隔性的聚酯酰胺的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自乙酸锌、乙酸钴、乙酸锑、乙酸锰、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、三氧化二锑、乙二醇锑、乙二醇钛、二丁基氧化锡中的至少一种，催化剂的用量为二元酸或其二酯质量的0.01-0.5wt％；

和/或，在步骤(2)或(3)中加入稳定剂，所述稳定剂包括磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵中的至少一种；所述稳定剂的质量为呋喃二甲酸或其二酯质量的0.01-0.5wt％；

和/或，步骤(2)中，酯化反应的温度为180-200℃；步骤(3)中，缩聚反应的温度为230-255℃，缩聚反应的绝对压力为5-150Pa。