一种聚芳酰胺的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚芳酰胺的制备方法，间苯二胺与对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯在对质子惰性的极性溶剂里进行溶液聚合反应，所述的对质子惰性的极性溶剂的用量为间苯二胺质量的10～12倍；间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的摩尔比为：70～50:30～50，所述的溶液聚合反应的反应温度为0～10℃，反应5～8小时后，在反应液中加入组合型抗氧剂，反应液搅拌均匀后，加入到搅拌的水中，析出共聚物，共聚物经过滤、水洗、干燥后获得聚芳酰胺共聚物，该共聚物的增比粘度为0.8～1.6。抗氧剂添加量为共聚酰胺重量的0.5～1.0％。产品加工样件性能指标为：无缺口冲击强度≥35kJ/m2，成型收缩率0.5～0.6％，体积电阻率≥1.8×1016Ω·cm，介电强度≥19kV/mm。

【技术实现步骤摘要】
一种聚芳酰胺的制备方法
本专利技术涉及一种聚芳酰胺的制备方法，更确切地说涉及一种由间苯二胺与间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯反应制备聚芳酰胺共聚物的方法。技术背景聚(间-亚苯基间苯二酰胺对苯二酰胺)共聚物是一种具有高强度、高模量、尺寸稳定、耐高温的共聚物。已为高新技术企业采用，广泛用于民用和军事工业。它也是冷热交变老化的佼佼者，已成为不可缺少的新材料。现有技术(CN100432120C，2008年11月12日)采用乳液聚合方法制备，应用十二烷基磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠和二丁基萘磺酸钠作乳化剂，用其制备的聚芳酰胺共聚物在后处理过程中，要把乳化剂完全分离十分困难。共聚物中存在少量乳化剂将使其性能下降，不同批次生产的聚芳酰胺共聚物模塑制件性能不太稳定，性能指标波动大，用户常常反应产品质量问题。加之，加入大量成盐剂碳酸钠水溶液影响到放大生产的问题。本专利技术者们为了改进现有技术的不足之处，作了大量潜心的研究，提出用溶液聚合方法代替乳液聚合方法，充分利用溶液聚合的优点。例如：易搅拌能很好进行热交换，反应容易控制，利用溶剂调节聚合物粘度，能制备高分子量芳族共聚芳酰胺。本专利技术者们在共聚芳酰胺中添加有亚磷酸或亚磷酸酯类与异氰尿酸组合型抗氧剂，避免了共聚物在加工温度下分解影响产品质量。这样，利用溶液聚合方法，加之使用抗氧剂，致使聚芳酰胺共聚物能大量生产又能提高不同批次产品性能的稳定性。按照本专利技术制备的聚芳酰胺共聚物具有良好加工性能，产品流动性好，热稳定性优良，制件性能重复性好，质量指标性能稳定等特点。
技术实现思路
为了制备具有较宽加工温度范围及良好加工流动性的聚芳酰胺，本专利技术使用间苯二胺、间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯为原料，制备聚芳酰胺共聚物。其中全芳族的结构赋予聚芳酰胺共聚物良好的强度及耐热性，间苯二胺及间苯二甲酰氯等间位化合物的引入打破了材料的结构规整性，减少材料取向性并增加加工流动性。同时，在聚合结束或成粉后加入由亚磷酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酚酯组成的群体中任选一种和1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸构成的组合抗氧剂，可以有效防止聚芳酰胺在高温时的氧化分解，从而增宽加工温度范围。本专利技术的完整方案是：一种聚芳酰胺的制备方法，将间苯二胺与对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯在对质子惰性的极性溶剂里进行溶液聚合反应，所述的对质子惰性的极性溶剂的用量为间苯二胺质量的10～12倍；间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的摩尔比为：70～50:30～50，所述的溶液聚合反应的反应温度为0～10℃，反应5～8小时后，在反应液中加入组合型抗氧剂，反应液搅拌均匀后，加入到搅拌的水中，析出共聚物，共聚物经过滤、水洗、干燥后获得聚芳酰胺共聚物，该共聚物的增比粘度为0.8～1.6。本专利技术中所述的对质子惰性的极性溶剂是从二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮组成的群体中任选一种。本专利技术中所述的组合型抗氧剂是由亚磷酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酚酯组成的群体中任选一种和1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸组成，其重量组成比为0.9～0.1:0.1～0.9，组合型抗氧剂加入量为聚芳酰胺重量的0.5～1.0％。本专利技术中所述的聚芳酰胺共聚物的聚合度为60～100。本专利技术中所述的组合型抗氧剂在溶液聚合反应终了时加入反应体系中，或在聚芳酰胺共聚物成粉后加入共聚物粉料中，并使之混合均匀，再进行模塑加工成型样件。本专利技术中所得到的聚芳酰胺共聚物进行模压、注射或挤出成型，5批次得到的聚芳酰胺共聚物，每批次的聚芳酰胺共聚物的模塑加工成型样件，其无缺口冲击强度均≥80kJ/m2。本专利技术中所得到的聚芳酰胺共聚物的增比粘度≥0.8，可用于模压、注塑成型及挤出成型，模塑加工成型样件的性能指标为：按照本专利技术可制备具有良好加工性能的聚芳酰胺共聚物，它具有增比粘度0.8～1.6，Tg270～290℃，产品流动性好，热稳定性优良，制件性能重复性好，质量指标性能稳定等特点。无缺口冲击强度≥100kJ/m2。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。实施例1向配有搅拌器，温度计和冷却器、惰性气体保护装置的3L反应器内加入1500gN,N’-二甲基甲酰胺及108g(1.0mol)间苯二胺，待于室温下溶解完全后，分10批加入间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的粉末均匀混合物。其中间苯二甲酰氯101.5g(0.5mol)，对苯二甲酰氯101.5g(0.5mol)。每批加入时间间隔为10分钟，加料完成后反应4小时，聚合反应结束后，加入3000ml去离子水，搅拌沉析出共聚物，过滤，水洗，烘干，粉碎，过筛，得到216g聚芳酰胺共聚物粉体。将2.16g组合抗氧剂溶于300g碳酸二甲酯，与聚芳酰胺共聚物粉体均匀混合，自然通风12h后90℃烘4h，过筛。其中组合抗氧剂组成为0.86g亚磷酸三苯酯及1.30g1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸。测定聚芳酰胺共聚物，它的增比粘度为1.1；模塑加工成型样件性能为：实施例2向配有搅拌器，温度计和冷却器、惰性气体保护装置的3L反应器内加入1500gN,N’-二甲基甲酰胺及108g(1.0mol)间苯二胺，待于室温下溶解完全后，分10批加入间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的粉末均匀混合物。其中间苯二甲酰氯142g(0.7mol)，对苯二甲酰氯61g(0.3mol)。每批加入时间间隔为10分钟，加料完成后反应4小时，聚合反应结束后，于反应液中加入由1.55g亚磷酸三苯酯和1.55g1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸组成的组合抗氧剂，搅拌均匀后在3000ml去离子水中沉析出聚芳酰胺共聚物；过滤，水洗，烘干，粉碎，过筛，得到219g聚芳酰胺共聚物粉体，测定聚芳酰胺共聚物，它的增比粘度为1.2，模塑加工成型样件性能为：无缺口冲击强度150kJ/m2，其他性能指标均同实施例1。实施例3除加入组合抗氧剂组成为0.86g亚磷酸三苯酯及1.30g1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸外，其他配方与步骤和实施例1一样。测定得到的聚芳酰胺共聚物，它的增比粘度为1.1，模塑加工成型样件性能为：无缺口冲击强度125kJ/m2，其他性能指标均同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚芳酰胺的制备方法，其特征在于：间苯二胺与对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯在对质子惰性的极性溶剂里进行溶液聚合反应，所述的对质子惰性的极性溶剂的用量为间苯二胺质量的10～12倍；间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的摩尔比为：70～50:30～50，所述的溶液聚合反应的反应温度为0～10℃，反应5～8小时后，在反应液中加入组合型抗氧剂，反应液搅拌均匀后，加入到搅拌的水中，析出共聚物，共聚物经过滤、水洗、干燥后获得聚芳酰胺共聚物，该共聚物的增比粘度为0.8～1.6。

【技术特征摘要】
1.一种聚芳酰胺的制备方法，其特征在于：间苯二胺与对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯在对质子惰性的极性溶剂里进行溶液聚合反应，所述的对质子惰性的极性溶剂的用量为间苯二胺质量的10～12倍；间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯的摩尔比为：70～50:30～50，所述的溶液聚合反应的反应温度为0～10℃，反应5～8小时后，在反应液中加入组合型抗氧剂，反应液搅拌均匀后，加入到搅拌的水中，析出共聚物，共聚物经过滤、水洗、干燥后获得聚芳酰胺共聚物，该共聚物的增比粘度为0.8～1.6；所述的组合型抗氧剂是由亚磷酸、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酚酯组成的群体中任选一种和1,3,5-三(3,5-二叔丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦宇，胡存雷，邱孜学，
申请(专利权)人：上海市合成树脂研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31