本发明专利技术公开了一种透明聚酰胺，由三种二元胺和三种二元酸通过熔融共聚制得。本发明专利技术分别将三种二元胺和二元酸进行共聚，其中，4,4'‑二胺基二环己基甲烷能够确保主链上具有较高的脂肪环密度，从而得到的共聚物具有较高的玻璃化转变温度和优良的耐热性能，具有不对称结构的二元酸和大体积侧基的二元酸能在一定程度上破坏分子链的规整性，从而降低聚合物的结晶能力，增加透光率，主链中再配以不同分子量的脂肪族链段，使上述三种物质充分分散，规整性进一步降低，使得聚酰胺具有交低的结晶度，透明度好。本发明专利技术共聚透明聚酰胺具有优良的热性能和机械性能，且聚合工艺简单可控，制备成本较低。
Transparent polyamide copolymerization and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种共聚透明聚酰胺及其制备方法
本专利技术涉及聚酰胺的制备，尤其涉及一种共聚透明聚酰胺及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺(PA)是分子链上含有重复酰胺基团的树脂的总称。聚酰胺是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广、综合性能优良的基础树脂。透明聚酰胺是一类新型的特种聚酰胺产品，与一般聚酰胺相比具有透光率高、吸水率低、尺寸稳定性较好等优势，不仅可用于饮料和食品包装，还可用作精密仪器、仪表、医药化工的包装材料。目前市面上的透明聚酰胺主要有半芳香族透明聚酰胺和脂环族透明聚酰胺两大类，半芳香族透明聚酰胺的原料来源广泛，产品耐热性能较好，而脂环族透明聚酰胺的整体力学性能和加工性能优于半芳香族透明聚酰胺，但其原材料价格较高，一定程度上限制了其应用。中国专利20151083753.8公开了一种透明聚酰胺及其制备方法。其制备的透明聚酰胺含有支链烷基二胺单元和草酸单元，制备方法为：在惰性气流和30℃～120℃的温度下，将二元胺缓慢加入在草酸二酯中或者将草酸二酯加入到二元胺中，反应2-6小时后得到预聚物；减压条件下，将预聚物熔融聚合2-5小时得到透明聚酰胺产物。该专利涉及的反应过程中存在胺酯交换反应，并且得到的透明聚酰胺的玻璃化转变温度较低。
技术实现思路
本专利技术针对现有透明聚酰胺玻璃化转变温度较低的问题，提供一种共聚透明聚酰胺及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种透明聚酰胺，由式A1、A2和A3的二元胺和式B1、B2和B3的二元酸共聚而成，其中，二元胺分别为：NH2-(CH2)a-NH2A2，NH2-(CH2)b-NH2A3，二元酸分别为：COOH-(CH2)c-COOHB1，COOH-R1-COOHB2，COOH-R2-COOHB3，a和b各自独立地选自6、9或10，c为4、8、10或11；R1为：R2为：R3为含有1-3个苯环的芳香族化合物，具体为：本专利技术透明聚酰胺中三种二元胺物质的量之和与三种二元酸物质的量之和比值为1:(0.97-1)。进一步，按摩尔分数计，二元胺中，A1为60-70％，A2为20-25％，A3为5-20％，二元酸中，B1为60-70％，B2为20-25％，B3为5-20％。即透明聚酰胺分子链中A1脂肪环类二元胺和B1线形二元酸占比最多，B2和B3起到进一步降低分子链规整性的作用。本专利技术透明聚酰胺的相对粘度为2.0-2.8，适当的相对粘度可兼具足够的力学性能和较好的可加工性能。实际中可根据具体使用条件选择合适的相对粘度。本专利技术还公开了上述透明聚酰胺的制备方法，具体为：按摩尔分数换算成具体质量，分别称取各组分，成盐后混合均匀并加入反应釜中，加入催化剂和水，用高纯氮气置换反应釜内空气3-4次，升温至190-210℃，调节釜内压力为1.5-2.5MPa，继续升温至280-305℃，调节釜内压力为1.5-2MPa，保压1-2h后放气至常压，排出体系中的水，逐步抽真空，使体系减压至-0.03～-0.07MPa，放料即得透明聚酰胺树脂。其中，催化剂为磷酸、亚磷酸或次磷酸钠中的一种，用量为反应物总重量的0.1-0.5％；水的用量为反应物总重量的2-5％。本专利技术的有益效果是：本专利技术分别将三种二元胺和二元酸进行共聚，其中，A14,4'-二胺基二环己基甲烷能够确保主链上具有较高的脂肪环密度，从而得到的共聚物具有较高的玻璃化转变温度和优良的耐热性能，具有不对称结构的二元酸B2和大体积侧基的二元酸B3能在一定程度上破坏分子链的规整性，从而降低聚合物的结晶能力，增加透光率，主链中再配以不同分子量的脂肪族链段，使上述三种物质充分分散，规整性进一步降低，使得聚酰胺具有交低的结晶度，透明度好。本专利技术共聚透明聚酰胺具有优良的热性能和机械性能，且聚合工艺简单可控，制备成本较低。附图说明图1为实施例1所得透明聚酰胺的红外图；图2为实施例1所得透明聚酰胺的DSC第二次升温曲线。具体实施方式以下结合实例对本专利技术进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术实施例1-6使用的二元胺选自：NH2-(CH2)6-NH2A2-1，NH2-(CH2)9-NH2A2-2，NH2-(CH2)10-NH2A2-3；NH2-(CH2)6-NH2A3-1，NH2-(CH2)9-NH2A3-2，NH2-(CH2)10-NH2A3-3；使用的二元酸选自：COOH-(CH2)4-COOHB1-1，COOH-(CH2)8-COOHB1-2，COOH-(CH2)10-COOHB1-3，COOH-(CH2)11-COOHB1-4；实施例1-6各反应物及摩尔分数如表1所示。表1.实施例1-6各反应物及摩尔分数实施例1一种透明聚酰胺的制备方法，步骤为：将表1的摩尔分数换算成质量分数并分别称取各反应物，控制二元胺物质的量之和与二元酸物质的量之和比例为1:0.97，将各反应物分别成盐后混合均匀，取100kg加入反应釜中，加入0.1kg催化剂磷酸和5kg水，用高纯氮气置换反应釜内空气3-4次，升温至190℃，调节釜内压力为1.5MPa，继续升温至305℃，调节釜内压力为2MPa，保压2h后放气至常压，排出体系中的水，逐步抽真空，使体系减压至-0.03MPa，放料即得透明聚酰胺树脂，所得透明聚酰胺树脂的相对粘度为2.3。实施例2一种透明聚酰胺的制备方法，步骤为：将表1的摩尔分数换算成质量分数并分别称取各反应物，控制二元胺物质的量之和与二元酸物质的量之和比例为1:0.98，将各反应物分别成盐后混合均匀，取100kg加入反应釜中，加入0.2kg催化剂亚磷酸和4kg水，用高纯氮气置换反应釜内空气3-4次，升温至210℃，调节釜内压力为2.5MPa，继续升温至280℃，调节釜内压力为2MPa，保压1h后放气至常压，排出体系中的水，逐步抽真空，使体系减压至-0.07MPa，放料即得透明聚酰胺树脂，所得透明聚酰胺树脂的相对粘度为2.7。实施例3一种透明聚酰胺的制备方法，步骤为：将表1的摩尔分数换算成质量分数并分别称取各反应物，控制二元胺物质的量之和与二元酸物质的量之和比例为1:0.99，将各反应物分别成盐后混合均匀，取100kg加入反应釜中，加入0.3kg催化剂次磷酸钠和3.5kg水，用高纯氮气置换反应釜内空气3-4次，升温至200℃，调节釜内压力为2MPa，继续升温至300℃，调节釜内压力为1.5-2MPa，保压1.5h后放气至常压，排出体系中的水，逐步抽真空，使体系减压至-0.04MPa，放料即得透明聚酰胺树脂，所得透明聚酰胺树脂的相对粘度为2.8。实施例4一种透明聚酰胺的制备方法，步骤为：将表1的摩尔分数换算成质量分数并分别称取各反应物，控制二元胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透明聚酰胺，其特征在于，由式A1、A2和A3的二元胺和式B1、B2和B3的二元酸共聚而成，/n其中，二元胺分别为：/n
【技术特征摘要】
1.一种透明聚酰胺，其特征在于，由式A1、A2和A3的二元胺和式B1、B2和B3的二元酸共聚而成，
其中，二元胺分别为：
NH2-(CH2)a-NH2A2，
NH2-(CH2)b-NH2A3，
二元酸分别为：
COOH-(CH2)c-COOHB1，
COOH-R1-COOHB2，
COOH-R2-COOHB3，
a和b各自独立地选自6、9或10，c为4、8、10或11；
R1为：
R2为：
R3为含有1-3个苯环的芳香族化合物。
2.根据权利要求1所述的透明聚酰胺，其特征在于，R3为：
3.根据权利要求1或2所述的透明聚酰胺，其特征在于，二元胺与二元酸的物质的量之比为1:(0.97-1)。
4.根据权利要求3所述的透明聚酰胺，其特征在于，按摩尔分数计，二元胺中，A1为60-70％，A2为20-25％，A3为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘德富，宋红玮，傅恺凡，任光雷，战振生，
申请(专利权)人：美瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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