抑制亲水性聚酰胺制造中的泡沫形成的方法技术

本发明专利技术公开了如下以连续批次不过度起泡地制备含聚醚胺的聚酰胺的方法：为那些批次过程(batch runs)提供受控供热率步骤，所述批次过程包含来自前一过程的含聚醚胺的聚酰胺尾料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抑制亲水性聚酰胺制造中的泡沫形成的方法
公开了基于连续批次无过度起泡地制备含聚醚胺的聚酰胺的方法。
技术介绍
已知聚醚胺用于改进合成聚合物纤维和织物的触觉性能。Speranza和Champion的美国专利5,179,175公开了将聚醚胺导入尼龙-6，6聚合物中的方法，该方法包括使具有190-1000的分子量的聚醚二胺与己二酸预反应并使己二酸酰胺与尼龙-6，6的盐和六亚甲基二胺反应以形成均匀共聚物。可以将尼龙6聚酰胺改性以改进其作为纺织品纤维的触觉性能。参见R.A.Lofquist等，″HydrophilicNylonforImprovedApparelComfort，″TextileResearchJournal，June1985，p.325-333。这些作者使己内酰胺与多亚乙氧基二胺和二元酸例如对苯二甲酸共聚。美国专利号4,919,997公开了使用这些技术制得的水吸收性垫。虽然聚醚胺用于改进尼龙中的触觉性能的作用是众所周知的，但是将聚醚胺以商业规模以所需浓度引入到尼龙中呈现出自己的一系列挑战。在常规的聚酰胺合成方法中，向聚酰胺共聚物中引入所需官能度的手段是在聚合过程开始时在称为盐阶段的第一循环将单体与所有其它添加剂一起加入。然后聚合过程在多个循环中继续进行，其中小心地调节压力和温度条件以有效地除去水(作为蒸汽)，即缩聚副产物。该过程中的初始循环含最高的水含量并因此具有高的蒸汽释放速率。随着该过程的继续，水含量降低到聚合物熔体中的残留水平。在任何化学合成过程中，任何水平的起泡都是要处理的麻烦事。稳定的泡沫在硬质气-液单元界面上产生，并且在工艺设备和生产线中快速生长，特别是在高含水环境中和/或真空条件下。在聚酰胺合成中，升高的聚合物熔体粘度还将使得水泡形成、向熔体表面的迁移和从熔体表面的蒸汽脱离复杂化，这也将促成过度起泡。在涉及严重起泡的过程中，观察到工艺真空管线因管线中上升的泡沫引起的聚合物夹带而被堵塞。工艺真空管线中因凝固的聚合物所致的不希望的堵塞将导致工艺和控制不稳定性，结果是较差的聚合物质量，更不用说有着显著成本损失的工艺中断。WO2014/057363教导了一种通过亲水性添加剂如至多15重量％亲水性聚醚二胺的反应性引入来向聚酰胺共聚物中引入亲水性官能团的方法。此类添加剂的实例包括RE2000单体和ED-2003，它们都可从HuntsmanCorporationofTheWoodlands，Texas商购。放大试验已揭示，在某些工艺条件下，初始聚合循环可能因增加的蒸汽释放而引发严重的起泡。于2015年8月29日提交的PCT申请US2015/047742公开了一种聚酰胺的制备方法，包括：(a)加热二酸和二胺的水溶液以使所述二酸和二胺的至少一部分转化成聚酰胺；(b)从(a)的水溶液除去水以至少部分地浓缩所述水溶液；(c)向(b)的经至少部分浓缩的水溶液中添加聚醚胺；和(d)加热(c)的溶液以使所述二酸、二胺和聚醚胺进一步聚合并从溶液除去水。这种方法解决当在分批器材(batchasset)上第一批次制备含起泡性聚醚胺的聚合物时如何避免过度起泡的问题。然而，已经发现，当重复PCT申请US2015/047742中公开的方法时，在制备其中含聚醚胺的聚酰胺的残留部分存在于随后的连续批次中的这些连续批次时候，其可能再次显现出起泡。因此，将希望提供一种商业上可接受的方法，其中可在仍然包括聚醚胺添加剂的同时应对连续批次的过度起泡/泡沫。
技术实现思路
公开了聚酰胺的制备方法，包括：(a)在反应器中使二胺和二酸的第一水性进料至少部分聚合以形成聚酰胺；(b)向所述反应器中添加聚醚胺并使所述二胺、二酸和聚醚胺在所述反应器中进一步聚合以形成含聚醚胺的聚酰胺；(c)从所述反应器回收所述含聚醚胺的聚酰胺的第一部分并将所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分保留在所述反应器内；(d)将二胺和二酸的第二水性进料装入所述反应器并使所述第二水性进料与所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分在所述反应器内至少部分聚合；(e)以供热率Q1加热所述反应器到温度范围T1和压力范围P1；(f)将供热率降低到Q2并将所述反应器在温度范围T2和压力范围P2下保持足以降低所述聚合物质的水含量而不引起不可接受的起泡的反应时间；(g)将聚醚胺添加到所述反应器中；和(h)将对所述反应器的供热率增加到Q3，其中Q3＞Q2，并为所述反应器至少部分排气以控制压力等于或低于范围P1以在所述反应器内形成含聚醚胺的聚酰胺。所公开的方法可以包括在步骤(f)期间在所述反应器内搅拌所述第二水性进料。装入所述反应器的第二水性进料可以含有10重量％-30重量％的水；例如，15重量％-25重量％的水；例如，15重量％-20重量％的水。所述聚醚胺可以按占聚酰胺的1重量％-20重量％；例如，2-15重量％；例如，3-8重量％的量存在于最终聚合物产物中。如果聚酰胺由二酸制备，则所述二酸可以选自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、马来酸、戊烯二酸、愈伤酸和粘康酸、1，2-或1，3-环己烷二甲酸、1，2-或1，3-亚苯基二乙酸、1，2-或1，3-环己烷二乙酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、4，4′-氧代双苯甲酸、4，4-二苯甲酮二甲酸、2，6-萘二甲酸、对-叔丁基间苯二甲酸和2，5-呋喃二甲酸以及它们的混合物，和其中所述二胺选自乙醇二胺、三亚甲基二胺、腐胺、尸胺、六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺、七亚甲基二胺、2-甲基六亚甲基二胺、3-甲基六亚甲基二胺、2，2-二甲基五亚甲基二胺、八亚甲基二胺、2，5-二甲基六亚甲基二胺、九亚甲基二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二胺、十亚甲基二胺、5-甲基壬烷二胺、异佛尔酮二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亚甲基二胺、双(对-氨基环己基)甲烷、双(氨基甲基)降莰烷、任选地被一个或多个C1-C4烷基取代的C2-C16脂族二胺、脂族聚醚二胺和呋喃二胺(例如2，5-双(氨基甲基)呋喃)以及它们的混合物。应当理解，由二胺和二酸制备聚酰胺的构思还涵盖其它合适的单体，例如，氨基酸或内酰胺的构思。不希望限制范围，氨基酸的实例可以包括：6-氨基己酸；7-氨基庚酸；11-氨基十一烷酸；12-氨基十二烷酸。不希望限制本公开内容的范围，内酰胺的实例可以包括：己内酰胺、庚内酰胺(enantholactam)；月桂内酰胺。所公开方法的适合的原料可以包括二胺、二酸、氨基酸和内酰胺的混合物，并可以包括单官能化单体以及多官能化单体。反应混合物可以进一步包含本领域中熟知并通过本领域中熟知的手段引入的催化剂及其它添加剂，例如褪光剂、抗氧化剂、UV稳定剂。聚醚胺可以是聚醚二胺，例如具有至少1500的数均分子量的聚醚二胺。保持步骤(f)的温度范围T2可以为160℃-250℃；例如，190℃-230℃。聚酰胺可以具有10-30％，优选10-25％；更优选15-25％的回潮率。聚酰胺的第二部分可以含有聚醚胺。步骤(b)可以在没有蒸汽清洁、水洗涤或酸溶液洗涤中任一种的情况下进行。保留在所述反应器中的聚酰胺的第二部分可以是在所述反应器内部的至少一部分上的液体或固化膜。Q1和Q2的适合的关系包括以下：和采用合理量的试错法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚酰胺的制备方法，包括：(a)在反应器中使二胺和二酸的第一水性进料至少部分聚合以形成聚酰胺；(b)向所述反应器中添加聚醚胺并使所述二胺、二酸和聚醚胺在所述反应器中进一步聚合以形成含聚醚胺的聚酰胺；(c)从所述反应器回收所述含聚醚胺的聚酰胺的第一部分并将所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分保留在所述反应器内；(d)将二胺和二酸的第二水性进料装入所述反应器并使所述第二水性进料与所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分在所述反应器内至少部分聚合；(e)以供热率Q1加热所述反应器到温度范围T1和压力范围P1；(f)将供热率降低到Q2并将所述反应器在温度范围T2和压力范围P2下保持足以降低所述聚合物质的水含量而不引起不可接受的起泡的反应时间；(g)将聚醚胺添加到所述反应器中；和(h)将对所述反应器的供热率增加到Q3，其中Q3＞Q2，并为所述反应器至少部分排气以控制压力等于或低于范围P2，并进一步聚合以在所述反应器内形成含聚醚胺的聚酰胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.08 US 62/276,3331.聚酰胺的制备方法，包括：(a)在反应器中使二胺和二酸的第一水性进料至少部分聚合以形成聚酰胺；(b)向所述反应器中添加聚醚胺并使所述二胺、二酸和聚醚胺在所述反应器中进一步聚合以形成含聚醚胺的聚酰胺；(c)从所述反应器回收所述含聚醚胺的聚酰胺的第一部分并将所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分保留在所述反应器内；(d)将二胺和二酸的第二水性进料装入所述反应器并使所述第二水性进料与所述含聚醚胺的聚酰胺的第二部分在所述反应器内至少部分聚合；(e)以供热率Q1加热所述反应器到温度范围T1和压力范围P1；(f)将供热率降低到Q2并将所述反应器在温度范围T2和压力范围P2下保持足以降低所述聚合物质的水含量而不引起不可接受的起泡的反应时间；(g)将聚醚胺添加到所述反应器中；和(h)将对所述反应器的供热率增加到Q3，其中Q3＞Q2，并为所述反应器至少部分排气以控制压力等于或低于范围P2，并进一步聚合以在所述反应器内形成含聚醚胺的聚酰胺。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤(f)期间在所述反应器内搅拌所述第二水性进料。3.根据权利要求1所述的方法，其中装入所述反应器的第二水性进料含有10重量％-30重量％的水。4.根据权利要求3所述的方法，其中装入所述反应器的第二水性进料含有15重量％-25重量％的水。5.根据权利要求4所述的方法，其中装入所述反应器的第二水性进料含有15重量％-20重量％的水。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺按1重量％-20重量％；例如，2-15重量％；例如，3-8重量％的量存在于步骤(f)的含聚醚胺的聚酰胺中。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述二酸选自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、马来酸、戊烯二酸、愈伤酸和粘康酸、1，2-或1，3-环己烷二甲酸、1，2-或1，3-亚苯基二乙酸、1，2-或1，3-环己烷二乙酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、4，4′-氧代双苯甲酸、4，4-二苯甲酮二甲酸、2，6-萘二甲酸、对-叔丁基间苯二甲酸和2，5-呋喃二甲酸、以及它们的混合物，且其中所述二胺选自乙醇二胺、三亚甲基二胺、腐胺、尸胺、六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺、七亚甲基二胺、2-甲基六亚甲基二胺、3-甲基六亚甲基二胺、2，2-二甲基五亚甲基二胺、八亚甲基二胺、2，5-二甲基六亚甲基二胺、九亚甲基二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二胺、十亚甲基二胺、5-甲基壬烷二胺、异佛尔酮二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亚甲基二胺、双(对-氨基环己基)甲烷、双(氨基甲基)降莰烷、任选地被一个或多个C1-C4烷基取代的C2-C16脂族二胺、脂族聚醚二胺和呋喃二胺，如2，5-双(氨基甲基)呋喃、以及它们的混合物。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水溶液还包含催化剂。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺是聚醚二胺。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺具有至少1500的重均分子量。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺具有至少1500的数均分子量。12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述保持步骤(f)加热到160℃-250℃；例如...

【专利技术属性】
技术研发人员：查理·理查德·兰格里克，
申请(专利权)人：英威达纺织英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB