一种三元共聚耐高温尼龙及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三元共聚耐高温尼龙及其制备方法，该三元共聚耐高温尼龙具有如式(I)所示的结构部分，式(I)中，a为6～13，优选为6、9、10、11、12或13，b为4～11，优选为4、8、10或11，c为6～10，优选为6、9或10，d为4～10，优选为4、8或10，R

【技术实现步骤摘要】
一种三元共聚耐高温尼龙及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种三元共聚耐高温尼龙及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺(PA)，俗称尼龙，是分子链上含有重复酰胺基团的树脂总称。尼龙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。耐高温尼龙是指可长期在150℃以上使用的尼龙工程塑料。耐高温尼龙具有良好的耐磨性、耐热性、耐油性及耐化学药品性，还大大降低了原材料的吸水率和收缩率，具有优良的尺寸稳定性及优异的机械强度。目前已经工业化的品种有PA46、PA6T、PA9T等。1990年荷兰DSM公司首次实现了耐高温尼龙PA46的产业化，拉开了高温尼龙研究的帷幕。耐高温聚酰胺通常是由脂肪族的二胺或二酸与带芳香环的二胺或二酸经缩聚制得。中国专利201510582636公开了一种耐高温支链聚酰胺嵌段共聚物及其制备方法，其耐高温支链聚酰胺嵌段共聚物由20-50mol％的内酰胺，25-40mol％的芳香族二元酸和/或脂环族二元酸，25-40mol％的芳香族二元胺和/或脂肪族二元胺，以及0.2-0.5mol％的含有三个或更多个可与酸或胺反应的官能团的化合物组成。中国专利201510890733公开了一种耐高温聚酰胺及其合成方法，其耐高温聚酰胺由半芳香族聚酰胺和聚酯酰胺共聚得到。中国专利201110279156公开了一种耐高温半芳香族聚酰胺、制备方法及其应用，其主要包括20～60wt％的间苯二甲酸与脂肪族二胺形成的尼龙盐、30～70wt％的对苯二甲酸与脂肪族二胺形成的尼龙盐和1～15wt％的多官能团活性单体物质。但目前耐高温尼龙的制备方法存在着单体种类较少、合成路线较复杂、单体活性不高以及功能化的耐高温尼龙开发较少等一系列问题。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，开发出一种三元共聚耐高温尼龙，该耐高温尼龙为三嵌段共聚物，分子主链上包含酰亚胺环和较高密度的苯环，使得三元共聚物具有较高的玻璃化转变温度、较高的成炭率、优异的阻燃性能和耐热性能，且分子主链上还包括脂肪链，可调节三元共聚物的熔点，降低耐高温尼龙的生产成本，且该三元共聚耐高温尼龙的制备方法简单，易于实现，利于大规模工业化生产，从而完成本专利技术。本专利技术的目的一方面在于提供一种三元共聚耐高温尼龙，其具有如式(I)所示的结构部分：式(I)中，a为6～13，优选为6、9、10、11、12或13，b为4～11，优选为4、8、10或11，c取自6～10，优选为6、9或10，d为4～10，优选为4、8或10，其中，R1选自如式(1)-(7)中所示结构的一种或几种：本专利技术的另一方面提供一种三元共聚耐高温尼龙，三元共聚耐高温尼龙由以下方法制得：步骤1、具有R1结构的新型二元酸与脂肪族二元胺反应，得到A；步骤2、对苯二甲胺与脂肪族二元酸反应，得到B；步骤3、A、B和脂肪族尼龙盐反应，制得三元共聚耐高温尼龙。本专利技术的第三方面提供一种三元共聚耐高温尼龙的制备方法，优选制备本专利技术第一方面和第二方面所述的耐高温尼龙的方法。本专利技术所具有的有益效果为：(1)本专利技术的三元共聚耐高温尼龙的大分子主链中包括刚性结构，如较高密度的刚性结构苯环，且还包含酰亚胺环，提高了耐高温尼龙的耐热性能、力学性能和阻燃性能，例如本专利技术的三元共聚耐高温尼龙的拉伸强度能够达到123.6MPa；弯曲强度能够达到180.9MPa；极限氧指数能够达到30％；玻璃化转变温度能够达到184.2℃；(2)本专利技术的三元共聚耐高温尼龙的大分子主链中包括柔性链部分，如脂肪族尼龙盐得到的共聚结构，可起到调节该耐高温尼龙熔点的作用，且采用脂肪族尼龙盐共聚组分也可降低生产成本，有利于耐高温尼龙的产业化生产。(3)本专利技术的三元共聚耐高温尼龙由多种不同的单体制得，包括含有苯环和酰亚胺环的二元酸、脂肪族二元酸、脂肪族二元胺和对苯二甲胺，赋予三元共聚耐高温尼龙多功能化。(4)本专利技术的三元共聚耐高温尼龙的制备所用的单体种类多且单体活性高，合成路线简单，能够获得多功能的耐高温尼龙。附图说明图1示出实施例1得到的三元共聚耐高温尼龙的红外图谱。具体实施方式下面通过附图和优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。本专利技术一方面提供一种三元共聚耐高温尼龙，三元共聚耐高温尼龙具有如式(I)所示的结构部分：本专利技术中，三元共聚耐高温尼龙具有如式(I)所示的结构部分，其中，a、b、c、d的值对该三元共聚耐高温尼龙的耐热性能、热稳定性能和力学性能具有重要影响。根据本专利技术，式(I)中，a为6～13，优选为6、9、10、11、12或13，更优选为6或10，更优选为6；b为4～11，优选为4、8、10或11，更优选为4或8，更优选为4；c为6～10，优选为6、9或10，更优选为6或10，更优选为6；d为4～10，优选为4、8或10，更优选为4或10，更优选为4。根据本专利技术，R1选自如式(1)-(7)中所示结构的一种或几种：本专利技术中，R1结构中含有至少两个苯环，苯环为刚性结构，可赋予耐高温尼龙优异耐热性能和力学性能，例如较高的玻璃化转变温度；另外，R1结构中含有酰亚胺环，酰亚胺环能够赋予耐高温尼龙优异的阻燃性能和耐热性能，且酰亚胺环易成炭，有较高的成炭率，从而可赋予耐高温尼龙抗熔滴的性能。本专利技术中，式(I)包含共聚组分A、共聚组分B和共聚组分C共聚制得，其中，共聚组分A为共聚组分B为共聚组分C为根据本专利技术，在式(I)中，共聚组分A的重量占三元共聚耐高温尼龙重量的10～30％，优选为15～30％，更优选为20～30％。本专利技术中，共聚组分A中存在R1结构，R1中具有较高密度的苯环和酰亚胺环，赋予三元共聚耐高温尼龙优异的耐热性能、阻燃性能和较高的成炭率。根据本专利技术，在式(I)中，共聚组分A由具有R1结构的二元酸和脂肪族二元胺制得的，优选由具有R1结构的二元酸与脂肪族二元胺在水中成盐制得，其中，具有R1结构的二元酸与脂肪族二元胺的摩尔比为(0.95～1)：1，优选为(0.97～1)：1，例如0.98:1。根据本专利技术，共聚组分A中，a为6、9、10、11、12、或13，优选为6或10。根据本专利技术优选的实施方式，共聚组分A中，a为6，即共聚组分A由己二胺和具有R1结构的二元酸聚合制得。根据本专利技术，当R1为式(1)所示结构时，具有R1结构的二酸为2,4-双苯基对称三嗪-N-羧苯基酞酰亚胺；当R1为式(2)所示结构时，具有R1结构的二酸为3,3’,4,4’-间三联苯-N-羧苯基酞酰亚胺；当R1为式(3)所示结构时，具有R1结构的二酸为3,3’,4,4’-对三联苯-N-羧苯基酞酰亚胺；当R1为式(4)所示结构时，具有R1结构的二酸为2,3,6,7-蒽-N-羧苯基酞酰亚胺；当R1为式(5)所示结构时，具有R1结构的二酸为3,3’,4,4’-对位二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，所述三元共聚耐高温尼龙具有如式(I)所示的结构部分：/n

【技术特征摘要】
1.一种三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，所述三元共聚耐高温尼龙具有如式(I)所示的结构部分：



式(I)中，a为6～13，优选为6、9、10、11、12或13，b为4～11，优选为4、8、10或11，c为6～10，优选为6、9或10，d为4～10，优选为4、8或10，
R1选自如式(1)-(7)中所示结构的一种或几种：





2.根据权利要求1所述的三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，a为6、10或12，b为4或8，c为6或10，d为4或8。


3.根据权利要求1或2所述的三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，的重量占三元共聚耐高温尼龙重量的10～30％，的重量占三元共聚耐高温尼龙的重量的50～60％，的重量占三元共聚耐高温尼龙的重量的10～30％。


4.根据权利要求1至3之一所述的三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，在式(I)中，由具有R1结构的二元酸和脂肪族二元胺制得，其中，具有R1结构的二元酸与脂肪族二元胺的摩尔比为(0.95～1)：1，优选为(0.97～1)：1；

是由脂肪族二元酸与对苯二甲胺制得的，其中，脂肪族二元酸与对苯二甲胺的摩尔比为(0.95～1)：1，优选为(0.97～1)：1，

由脂肪族二元酸与脂肪族二元胺制得，，脂肪族二元酸与脂肪族二元胺的摩尔比为(0.95～1)：1，优选为(0.97～1)：1。


5.一种三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，所述三元共聚耐高温尼龙由以下方法制得：
步骤1、具有R1结构的二元酸与脂肪族二元胺反应，得到A；
步骤2、对苯二甲胺与脂肪族二元酸反应，得到B；
步骤3、A、B和脂肪族尼龙盐反应，制得三元共聚耐高温尼龙。


6.根据权利要求5所述的三元共聚耐高温尼龙，其特征在于，步骤1中，R1选自如...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠祥，王文志，
申请(专利权)人：鞍山七彩化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21