本申請(qǐng)屬于高分子材料制備，尤其涉及一種高結(jié)晶速率聚酰胺及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚酰胺因其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、家電、體育用品等領(lǐng)域，是目前使用量最大的工程塑料。2-甲基戊二胺是工業(yè)上由己二腈加氫制備己二胺得到的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)6萬(wàn)噸的己二氰就會(huì)產(chǎn)生1萬(wàn)噸左右的，目前2-甲基戊二胺利用率處于相對(duì)較低的水平?，F(xiàn)有可采用二元酸和2-甲基戊二胺進(jìn)行聚合反應(yīng)制備得到聚酰胺，但現(xiàn)有在聚合反應(yīng)中加入的成核劑通常采用無機(jī)金屬氧化物或者有機(jī)物，且添加量較大，會(huì)導(dǎo)致制得的聚酰胺結(jié)晶速率較慢，在縮聚過程中無法充分形成晶體結(jié)構(gòu)，得到的聚酰胺在加工的過程中容易再次發(fā)生結(jié)晶，最終聚酰胺成品的機(jī)械性能差。因此，需要選用合適的功能助劑以制成綜合性能優(yōu)異的聚酰胺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)公開了一種高結(jié)晶速率聚酰胺及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有制得的聚酰胺結(jié)晶速率慢、力學(xué)性能差、原料成本高且不易得的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：

3、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，所述方法包括：

4、將二元酸和2-甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)，得到聚酰胺鹽溶液；

5、在高溫高壓條件下，將所述聚酰胺鹽溶液、功能助劑和抗氧劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)后，分離收集，即得高結(jié)晶速率聚酰胺。

6、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述二元酸為己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸中的一種。

7、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述二元酸和2-甲基戊二胺的摩爾比為1：0.95-1.05。

8、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，將二元酸和2-甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，水的添加量為所述二元酸與2-甲基戊二胺兩者質(zhì)量之和的50-100％。

9、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，將二元酸和2-甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為40-80℃，時(shí)間為0.5-1h。

10、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述功能助劑為氫氧化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯中的一種；

11、和/或，所述功能助劑的加入量占比為0.01-0.1％。

12、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑626、抗氧劑1178、抗氧劑1098、抗氧劑1076、抗氧劑1010中的一種或幾種。

13、結(jié)合第一方面優(yōu)選地，在高溫高壓條件下，將所述聚酰胺鹽溶液、功能助劑和抗氧劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)時(shí)，先于150℃下反應(yīng)排水濃縮，在溫度為200-220℃、壓力為1-2mpa下反應(yīng)0.5-2h，再泄壓升溫至230-250℃，直至反應(yīng)壓力為0，繼續(xù)真空反應(yīng)0.5-2h。

14、本申請(qǐng)的第二方面提供了第一方面的制備方法制成的高結(jié)晶速率聚酰胺。

15、本申請(qǐng)的第三方面提供了第二方面所述的高結(jié)晶速率聚酰胺在制備電子膜、紡絲纖維、工程塑料中的應(yīng)用。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)或有益效果至少包括：

17、本申請(qǐng)?zhí)峁┑母呓Y(jié)晶速率聚酰胺的制備方法通過先將2-甲基戊二胺與二元酸制成聚酰胺鹽溶液，再與功能助劑、抗氧劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)制成，一方面，能夠通過功能助劑中的金屬離子與酰胺鍵配位形成位阻效應(yīng)，在加快聚酰胺聚合的反應(yīng)速率的同時(shí)，降低環(huán)化副反應(yīng)發(fā)生的概率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚酰胺的高分子量且分子量分布窄的控制；另一方面，能夠在聚酰胺中形成晶核，從而提高結(jié)晶速率，賦予其優(yōu)異的高結(jié)晶速率；同時(shí)能夠充分形成晶體結(jié)構(gòu)，賦予其優(yōu)異的抗老化性能。與此同時(shí)，本申請(qǐng)采用工業(yè)副產(chǎn)物2-甲基戊二胺為原料，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)副產(chǎn)物的循環(huán)利用和高價(jià)值轉(zhuǎn)化；且以水為溶劑，反應(yīng)條件溫和，條件可控，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述二元酸為己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述二元酸和2-甲基戊二胺的摩爾比為1：0.95-1.05。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，將二元酸和2-甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，水的添加量為所述二元酸與2-甲基戊二胺兩者質(zhì)量之和的50-100％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，將二元酸和2-甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為40-80℃，時(shí)間為0.5-1h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述功能助劑為氫氧化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯中的一種；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑626、抗氧劑1178、抗氧劑1098、抗氧劑1076、抗氧劑1010中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高結(jié)晶速率聚酰胺的制備方法，其特征在于，在高溫高壓條件下，將所述聚酰胺鹽溶液、功能助劑和抗氧劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)時(shí)，先于150℃下反應(yīng)排水濃縮，在溫度為200-220℃、壓力為1-2mpa下反應(yīng)0.5-2h，再泄壓升溫至230-250℃，直至反應(yīng)壓力為0，繼續(xù)真空反應(yīng)0.5-2h。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的制備方法制成的高結(jié)晶速率聚酰胺。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的高結(jié)晶速率聚酰胺在制備電子膜、紡絲纖維、工程塑料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種高結(jié)晶速率聚酰胺及其制備方法與應(yīng)用，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑母呓Y(jié)晶速率聚酰胺的制備方法：將二元酸和2?甲基戊二胺加入水中進(jìn)行反應(yīng)，得到聚酰胺鹽溶液；在高溫高壓條件下，將所述聚酰胺鹽溶液、功能助劑和抗氧劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)后，分離收集，即得高結(jié)晶速率聚酰胺。本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹苽浞椒軌蛸x予制成的聚酰胺具有優(yōu)異的高結(jié)晶速率、低黃變性能和高分子量且分子量分布窄，并且實(shí)現(xiàn)了工業(yè)副產(chǎn)物2?甲基戊二胺的循環(huán)利用和高價(jià)值轉(zhuǎn)化，且反應(yīng)條件溫和，條件可控，在制備高端電子膜、紡絲纖維、工程塑料中具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：何兆聰,楊克儉,陳旭東,汪成,常海洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2