一种聚酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酰胺及其制备方法。该制备方法包括：在成形之前，聚合得到的聚酰胺处于氧气含量≤10v%的气氛中或者与氧气隔离。本发明专利技术的制备方法制备的聚酰胺的黑点含量为0

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚酰胺及其制备方法，属于高分子材料


技术介绍

[0002]在聚酰胺等工程塑料的生产中，黑点问题是影响产品质量的一大难题，一直困扰着各个生产厂家。随着对产品质量要求的提高，对于黑点数量的控制要求也越来越严。
[0003]在聚酰胺产品中，半芳香聚酰胺是性能优异的一个品种。半芳香聚酰胺是高温尼龙的一种，具有优异的综合性能，在热、电、物理及耐化学性方面都有良好的表现，可在150℃以上的高温下长期使用，且仍具有高钢性、高强度以及极佳的尺寸精度和稳定性，因此，在高温应用、金属取代方面具有特殊优势，是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料PEEK之间的高耐热性树脂，可广泛应用于汽车、电子消费、机械、电动工具等领域。
[0004]但是，由于半芳香聚酰胺熔点相对较高，这就要求整体聚合过程需要在高温下完成，半芳香聚酰胺中含有氮原子（酰胺基和端氨基），热氧稳定性相对较差，容易在聚合过程中产生凝胶、碳化等热氧副反应而产生黑点，尤其在多次聚合后该现象更加严重，粒子或熔体中的黑点一方面导致制品外观上的瑕疵，同时还会变成注塑件上的薄弱环节，导致产品质量下降，黑点问题一直是聚酰胺行业难于解决的难题。对于半芳香聚酰胺而言，这一问题更加严重，一些生产厂家利用黑点筛选器将大黑点的粒子挑选筛除掉，但仍无法解决一些小黑点问题，该黑点筛选器产能一般较低，且增加了生产工序和成本。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种聚酰胺及其制备方法，该制备方法能够解决聚酰胺的黑点技术难题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种上述聚酰胺的制备方法，其中，在成形之前，聚合得到的聚酰胺处于氧气含量≤10v%的气氛中或者与氧气隔离。
[0007]本专利技术所提供的制备方法是对聚合得到的聚酰胺进行保护，尽量避免使其与氧气接触，以此来避免产生黑点，具体地，本专利技术是通过将聚合得到的聚酰胺（熔体）置于氧气含量较低的气氛中或者通过一定的技术手段使其与氧气隔离。
[0008]在聚酰胺的制备过程中，各种原料在聚合釜等反应容器中反应生成聚酰胺熔体，然后通过聚合釜的出料底阀进入通道之中，沿着通道到达切粒机的铸带板，铸带板上有各种形状的孔，熔体通过铸带板的孔完成成形步骤之后落入水中，在水中进行切粒。本专利技术的技术方案就是要尽量避免聚合物熔体在成形之前与氧气接触。
[0009]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，本专利技术所提供的制备方法是一种聚酰胺的连续制备方法，即连续进行多批次的生产。在制备过程中，当前一批次的聚酰胺完成切粒之后、下一批次的聚酰胺进行成形之前，会与熔体（聚酰胺熔体）接触的通道均处于氧气含量≤10v%的气氛中，对通道加以气氛保护，即切粒完成后，应使熔体所流经的通道处于氧气含量≤10v%的气氛的保护之下，以备进行后续的聚合、成形、切粒过程。上述“会与熔体接触的
通道”（也是熔体所流经的通道）包括熔体在到达切粒设备的铸带板之前流经的所有通道，优选为聚合反应器的熔体出口到切粒设备的铸带板的通道，例如聚合釜的出料底阀之后、切粒设备的铸带板之前的通道。由于通道降温后，气体体积缩小，此时空气会有倒吸现象，因此，在通道降温之后，要保证气氛中的氧气含量不能超过上述≤10v%的要求，当有需要时，可以向通道中补充相应的气体以保持上述气氛条件。
[0010]根据本专利技术的具体方案，优选地，所述气氛为非氧化性气氛。
[0011]根据本专利技术的具体方案，优选地，所述气氛包括氮气气氛、惰性气体气氛、二氧化碳气体气氛等中的一种或两种以上的组合。通过选择氮气、氩气、二氧化碳等不与聚酰胺反应的气体，并控制气氛中较低的氧气含量，有利于控制黑点的产生。
[0012]根据本专利技术的具体方案，优选地，所述气氛的氧气含量≤1v%。
[0013]根据本专利技术的具体方案，优选地，所述与氧气隔离是通过使聚酰胺的熔体充满通道的方式实现；更优选地，所述通道包括聚酰胺的熔体在到达铸带板之前流经的所有通道，该通道也是在完成前一批次的聚酰胺的切粒之后，需要进行气氛保护的通道，优选为聚合反应器的熔体出口到切粒设备的铸带板的通道，例如聚合釜的出料底阀之后、切粒设备的铸带板之前的通道。
[0014]根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的聚酰胺的制备方法可以包括以下具体步骤：步骤1：在氮气保护下，将聚酰胺的原料混合得到尼龙盐溶液，并调节pH值（一般控制为7-9）；在制备尼龙盐溶液的过程中添加适量的溶剂，例如水；步骤2：在聚合釜内，对尼龙盐溶液进行升温聚合，得到熔体（聚酰胺熔体）；步骤3：采用切粒设备对熔体进行成形、切粒，其中，熔体自离开聚合釜到成形之前处于氧气含量≤10v%的气氛中或者与氧气隔离；步骤4：完成切粒之后，在进行下一次的成形之前，与熔体接触的通道均处于氧气含量≤10v%的气氛中。
[0015]根据本专利技术的具体实施方案，上述步骤1可以在聚合釜中进行，采用抽真空充氮气的方式置换其中的空气三遍，然后采用氮气进行保护，加入溶剂（一般为纯水），再加入聚酰胺的原料，在搅拌状态下进行混合，得到尼龙盐溶液。该尼龙盐溶液的浓度优选为40wt%-90wt%，更优选为45wt%-80wt%。本专利技术的专利技术人意外的发现：合适的尼龙盐浓度对于控制黑点也产生了一定帮助，这可能是由于溶液位置的波动的减小，降低了凝胶产生的几率，但过高的浓度（超过90%）对于控氧及溶液稳定性不利，而浓度低于40%时，能耗较高，设备利用率低，浓缩液位差较大，不利于黑点控制。尼龙盐溶液的浓度是指反应单体在溶液中的浓度之和，当采用C5-C18的二元胺、C5-C18的二元酸、含苯环的二元酸和添加剂溶于水制备尼龙盐溶液时，该浓度是指C5-C18的二元胺、C5-C18的二元酸、含苯环的二元酸的浓度之和。
[0016]根据本专利技术的具体方案，上述步骤2的升温聚合可以包括以下具体过程：在聚合釜内，对尼龙盐溶液进行升温，当聚合釜内的压力达到保压压力时，开始放气并继续升温，当温度升至预定温度时，对聚合釜进行抽真空处理，当达到预定真空度时，保持适当时间，得到熔体。
[0017]根据本专利技术的具体方案，优选地，在步骤2的升温聚合过程中，保压压力为0.5-10MPa（表压）；优选0.8-8MPa。合适的保压压力对于熔体流动性、水分挥发扰动均有有利的
影响，这对于黑点的控制也会带来有利的影响。
[0018]根据本专利技术的具体方案，优选地，在步骤2的升温聚合过程中，预定温度为270-350℃。合适的体系温度（即预定温度）能够很好地控制副反应，有助于控制黑点的产生。
[0019]根据本专利技术的具体方案，优选地，在步骤2的升温聚合过程中，真空度控制为-0.01MPa至-0.1MPa（表压）。当达到预定真空度之后，保持真空度的时间可以控制为1-60分钟，随后可以进行加压切粒。
[0020]根据本专利技术的具体实施方案，在步骤3中，切粒过程可以在加压条件下进行，并且保证铸带板前的通道均被熔体及惰性气体占据。
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺的制备方法，其中，在成形之前，聚合得到的聚酰胺处于氧气含量≤10v%的气氛中或者与氧气隔离。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，前一批次聚酰胺完成切粒之后、下一批次聚酰胺进行成形之前，与熔体接触的通道均处于氧气含量≤10v%的气氛中。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述与熔体接触的通道包括熔体在到达切粒设备的铸带板之前流经的所有通道。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述与熔体接触的通道为聚合反应器的熔体出口到切粒设备的铸带板的通道。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：在氮气保护下，将所述聚酰胺的原料混合得到尼龙盐溶液，并调节pH值；在聚合釜内，对尼龙盐溶液进行升温聚合，得到熔体；采用切粒设备对熔体进行成形和切粒，其中，熔体自离开聚合釜到成形之前处于氧气含量≤10v%的气氛中或者与氧气隔离；完成切粒之后，在进行下一次的成形之前，与熔体接触的通道均处于氧气含量≤10v%的气氛中。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述气氛包括氮气气氛、惰性气体气氛、二氧化碳气体气氛中的一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述气氛的氧气含量≤1v%。8.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述与氧气隔离是通过使熔体充满通道的方式实现。9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述通道包括熔体在到达切粒设备的铸带板之前流经的所有通道。10.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述升温聚合包括：在聚合釜内，对尼龙盐溶液进行升温，当聚合釜内的压力达到保压压力时，开始放气并继续升温，当温度升至预定温度时，对聚合釜进行抽真空处理，当达到预定真空度时，保持适当时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑毅，邓兆敬，张小明，侯春曰，王文宸，
申请(专利权)人：中化学科学技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：