无过度起泡地制备亲水性聚酰胺的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过延迟亲水性单体的引入来无过度起泡地制备亲水性聚酰胺的方法。亲水性单体可在已从聚合工艺移除至少一部分水之后加到聚合工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无过度起泡地制备亲水性聚酰胺的方法
本专利技术涉及无过度起泡的聚酰胺合成方法。特别地，本专利技术涉及一种聚酰胺合成方法，其包括在聚合工艺过程中加入聚醚胺以减少起泡。
技术介绍
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的措施是在聚合过程开始时与所有其他添加剂一起在称为盐阶段的第一个周期加入单体。聚合过程然后继续多个周期，其中小心地调节压力和温度条件以有效地移除水(作为蒸汽)这一缩聚副产物。该过程中的初始周期含最高的水含量并因此具有高的蒸汽释放速率。随着过程的继续，水含量降低到聚合物熔体中的残余水平。在任何化学合成过程中，任何程度的起泡都是处理的麻烦事。刚性气-液单元界面将产生稳定的泡沫并在工艺设备和管线中快速生长，尤其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分离进一步复杂化，这也将促成过度的起泡。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夹带聚合物而被堵塞。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的方法。此类添加剂的实例包括RE2000单体和ED-2003。放大试验已揭示，在一定的工艺条件下，初始聚合周期可能因增加的蒸汽释放而引发严重的起泡。因此，期望提供一种商业上可接受的方法，其中可应对过度的起泡/泡沫，同时仍然引入亲水性添加剂。
技术实现思路
在第一个实施方案中，本专利技术涉及一种制备聚酰胺的方法，其包括：(a)加热二酸和二胺的水溶液以使至少一部分二酸和二胺转化为聚酰胺；(b)从(a)的水溶液移除水以至少部分地浓缩所述水溶液；(c)向(b)的经至少部分地浓缩的水溶液中加入聚醚胺；和(d)加热(c)的溶液以进一步聚合所述二酸、二胺和聚醚胺并从溶液移除水。步骤(b)的经至少部分地浓缩的溶液可含少于70重量％的水、优选少于60重量％的水、更优选少于50重量％的水。聚醚胺可以聚酰胺的1重量％至20重量％、优选5至15重量％、更优选10至15重量％的量存在。在一些方面，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-苯二乙酸、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，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)降冰片烷、任选地被一个或多个C1至C4烷基基团取代的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。水溶液可还包含催化剂。聚醚胺可为聚醚二胺。聚醚胺可具有至少1500的重均分子量。步骤(a)中的溶液可被加热到190至230℃的温度。步骤(d)中的溶液可被加热到240至320℃的温度。不在步骤(a)或步骤(b)的过程中加入聚醚胺。聚酰胺可具有10至30％、优选10至25％、更优选15至25％的回潮率。在第二个实施方案中，本专利技术涉及一种制备聚酰胺的方法，其包括延迟将用于结合到聚合物中的提供亲水性官能的单体引入至工艺中水含量被减少的位置。制备聚酰胺可包括四个加热周期，其中在第一个加热周期中加入二酸和二胺的水溶液以使至少一部分二酸和二胺转化为聚酰胺；此外其中在第二、第三或第四个加热周期中加入所述单体。可在加入所述单体之前从水溶液移除水以形成经至少部分地浓缩的水溶液。所述经至少部分地浓缩的水溶液在水被移除后可含少于70重量％的水，优选少于60重量％，更优选少于50重量％。聚酰胺可具有10至30％、优选10至25％、更优选15至25％的回潮率。在第三个实施方案中，本专利技术涉及一种制备聚酰胺的方法，其包括：(a)加热二酸和二胺的水溶液以使至少一部分二酸和二胺转化为聚酰胺并从所述水溶液移除水；和(b)在足以提供预定的理想回潮率同时通过亲水性添加剂的延迟引入而抑制经至少部分地浓缩的水溶液的起泡的注入速率下，向(a)的经部分地浓缩的水溶液中注入亲水性添加剂以向所得聚酰胺共聚物中引入亲水性官能。在加热步骤(a)之前可进行加热和移除水中的至少一个步骤。所述方法可还包括控制亲水性添加剂的注入速率以提供10至30重量％、优选10至25重量％、更优选15至25重量％的回潮率。所述经部分地浓缩的水溶液可包含少于70重量％的水，优选少于60重量％，更优选少于50重量％。具体实施方式引言本专利技术涉及一种制备聚酰胺的方法，所述方法包括：加热二酸和二胺的水溶液以使至少一部分二酸和二胺转化为聚酰胺；从水溶液移除水以至少部分地浓缩水溶液来充分地降低水溶液形成稳定泡沫层的倾向；向经至少部分地浓缩的水溶液中加入聚醚胺；和加热溶液以进一步聚合二酸、二胺和聚醚胺并从溶液移除水。所公开的方法通过选择性地延迟亲水性添加剂(例如聚醚胺)向聚合工艺中的引入直至水含量减少、因此蒸汽逸出速率相当低并因此起泡的倾向大大降低，来解决严重起泡的问题。改进在于不必处理工艺设备和真空管线中泡沫的积聚，其中夹带的聚合物凝固将部分或完全堵塞管线。加入亲水性聚醚胺，例如聚醚二胺，是为了改善回潮性质。从反应工程学角度出发，理想的是在聚合周期开始时引入亲水性聚醚二胺，以使结合到成品聚合物中的机会最大化。然而，所公开的方法采取反直觉方法，其通过在工艺中稍后引入亲水性聚醚二胺来有意地摒弃一部分可用反应时间。令人惊奇的是，在工艺中稍后、例如在水溶液被至少部分地浓缩后加入亲水性官能，将产生具有同样可接受的回潮性质的成品亲水性聚酰胺。在常规的方法中，添加剂通常在工艺开始时混入以便它们可适当地结合到聚合物基质中。随着聚合在多个周期中继续，其中以逐步的方式小心地调节压力和温度条件以移除作为缩聚副产物的水，常规的聚酰胺合成面临过度的起泡。所公开的方法通过使起泡问题最小化来改进聚酰胺合成的工艺，尤其是在亲水性添加剂的存在下。因此，当以官能性亲水键反应性地结合时，通过选择性地延迟亲水性添加剂向聚合工艺中的引入、例如在工艺的后期阶段而不是在聚合工艺开始时引入，聚酰胺的多周期合成过程中不可接受地过度起泡的问题将得到解决。定义虽然以下详细描述出于示意的目的含有许多细节，但本领域普通技术人员应理解，以下细节的许多变化和改变在本文公开的实施方案的范围内。因此，以下实施方案在无一般性的任何丧失也无对任何要求保护的专利技术强加限制的情况下给出。在更详细地描述本公开之前，应理解，本公开不限于所描述的特定实施方案，因为这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚酰胺的方法，所述方法包括：(a)加热二酸和二胺的水溶液以使至少一部分所述二酸和二胺转化为聚酰胺；(b)从(a)的水溶液移除水以至少部分地浓缩所述水溶液；(c)向(b)的经至少部分地浓缩的水溶液中加入聚醚胺；和(d)加热(c)的溶液以进一步聚合所述二酸、二胺和聚醚胺并从所述溶液移除水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 US 62/043,8441.一种制备聚酰胺的方法，所述方法包括：(a)加热二酸和二胺的水溶液以使至少一部分所述二酸和二胺转化为聚酰胺；(b)从(a)的水溶液移除水以至少部分地浓缩所述水溶液；(c)向(b)的经至少部分地浓缩的水溶液中加入聚醚胺；和(d)加热(c)的溶液以进一步聚合所述二酸、二胺和聚醚胺并从所述溶液移除水。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)的经至少部分地浓缩的溶液含少于70重量％的水、优选少于60重量％的水、更优选少于50重量％的水。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺以所述聚酰胺的1重量％至20重量％、优选5重量％至15重量％、更优选10重量％至15重量％的量存在。4.根据前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-苯二乙酸、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，并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)降冰片烷、任选地被一个或多个C1至C4烷基基团取代的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。5.根据前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。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺为聚醚二胺。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚醚胺具有...

【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：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH