【技术实现步骤摘要】
基于戊二胺的长碳链聚酰胺的制备方法
[0001]本专利技术涉及一种基于戊二胺的长碳链聚酰胺的制备方法。
技术介绍
[0002]聚酰胺俗称尼龙，因其具有优良的力学强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性以及轻量化等特点，被广泛应用于服装纺织、电子电器、汽车、机械、航天等领域，名列五大工程塑料之首。传统的聚酰胺产品在吸水问题上饱受诟病，例如PA6、PA66，因其分子结构中的酰胺基具有强极性，能够与水分子结合形成氢键，导致聚酰胺材料的吸水率普遍较高，在潮湿的环境下，聚酰胺材料的强度、阻隔性、绝缘性能均会降低。
[0003]长碳链聚酰胺(所用聚合单体二酸为长碳链，一般碳的个数大于等于10)是一种吸水率低，而且具备较高的尺寸稳定性、耐高温、耐腐蚀、韧性好、易于加工等优点的聚酰胺材料。目前，长碳链聚酰胺610早已实现了大规模生产，在我国的应用领域十分广泛。但近年来随着其生产原料己二胺的大幅涨价，聚酰胺610的价格居高不下，并且聚酰胺610的主要议价权长期掌握在国外巨头手中。而目前国内的戊二胺可以由可再生植物原料制成，获得生物基戊二胺，且可以实现规模化生产。因此，为了发展国民经济，打破国外垄断，亟需研发一种生产成本低、性能良好的基于戊二胺的长碳链聚酰胺材料。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种基于戊二胺的长碳链聚酰胺的制备方法。该方法所得的长碳链聚酰胺材料力学性能良好、透明度高、易于加工。
[0005]本专利技术提供一种基于戊二胺的长碳链聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：>[0006](1)将戊二胺、长碳链二元酸和水置于50～70℃下反应，得到聚酰胺盐溶液；
[0007](2)将包括所述聚酰胺盐溶液、催化剂、抗氧剂和分子量调节剂的原料在程序升温的条件下进行聚合反应，得到基于戊二胺的长碳链聚酰胺；
[0008]其中，所述长碳链二元酸选自癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的一种或多种；
[0009]程序升温的条件如下：
[0010]1)从50～70℃升温至170～190℃，然后在170～190℃下恒温反应30～90min，进行预聚合；
[0011]2)从170～190℃升温至200～230℃，然后在200～230℃及1.6～2.0MPa下反应1～3h；
[0012]3)经40～80min升温和排气，将温度从200～230℃升至235～280℃，排气至压力降为0.3Mpa以下；
[0013]4)保持温度在235～280℃，抽真空至负压，继续反应15～60min，得到基于戊二胺的长碳链聚酰胺。
[0014]本专利技术通过低温预聚合，以及严格控制升温速度和排气速度来调节聚合反应进
程，以改善传统的高温高压聚合工艺制成的基于戊二胺的长碳链聚酰胺的颜色发黄、机械性能较差的问题。
[0015]目前，戊二胺已经实现国产化，其制备成本较低、综合性能优异。本专利技术以戊二胺为主要原料制备基于戊二胺的长碳链聚酰胺，不仅可以降低生产成本，而且制成的长碳链聚酰胺综合性能良好。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，将戊二胺和长碳链二元酸溶解于水中，在50～70℃下进行反应，得到聚酰胺盐溶液。
[0017]本专利技术中，戊二胺可以采用微生物发酵法制备，例如，将赖氨酸在脱羧酶的催化下脱去羧基得到戊二胺。长碳链二元酸可以选自癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的一种或多种；优选为癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸。水可以为去离子水、蒸馏水、纯净水；优选为去离子水。
[0018]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)包括如下具体步骤：将90～110重量份的戊二胺、200～250重量份的长碳链二元酸和140～200重量份的水置于50～70℃下，在搅拌条件下反应0.5～2h。
[0019]步骤(1)中，反应温度可以为50～70℃，优选为60～70℃。反应时间为0.5～2h，优选为0.5～1h。搅拌速度可以为50～100rpm，优选为70～90rpm。这样更有助于得到澄清透明的聚酰胺盐溶液。
[0020]根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)还包括：调节所述聚酰胺盐溶液的pH至7.5～7.7。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，通过加入额外的戊二胺或长碳链二元酸调节聚酰胺盐溶液的pH值。这样有助于保证基于戊二胺的长碳链聚酰胺良好的机械性能和热稳定性能。
[0022]步骤(2)中，将包括步骤(1)所得的聚酰胺盐溶液、催化剂、抗氧剂和分子量调节剂的原料在程序升温的条件下进行聚合反应，得到基于戊二胺的长碳链聚酰胺。
[0023]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述催化剂选自磷酸、磷酸盐、亚磷酸钠、次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种或多种。
[0024]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述催化剂的质量与所述聚酰胺盐溶液和所述分子量调节剂的质量之和的比例为(0.001～0.005):1。
[0025]根据本专利技术的一些优选实施方式，催化剂选自亚磷酸钠、次亚磷酸钠或次亚磷酸钾。催化剂的质量与所述聚酰胺盐溶液和所述分子量调节剂的质量之和的比例为(0.001～0.005):1。这样有助于获得分子量较高、机械性能良好的长碳链聚酰胺。
[0026]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂B215中的一种或多种。
[0027]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述抗氧剂的质量与所述聚酰胺盐溶液和所述分子量调节剂的质量之和的比例为(0.001～0.005):1。
[0028]根据本专利技术的一些优选实施方式，抗氧剂为抗氧剂B125。抗氧剂的质量与所述聚酰胺盐溶液和所述分子量调节剂的质量之和的比例为(0.001～0.005):1。这样制成的长碳链聚酰胺材料不仅透明度高，而且机械性能良好，流动性更佳，易于加工。
[0029]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述分子量调节剂选自己二酸、庚二酸、辛二酸、
壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、苯甲酸中的一种或多种。
[0030]本专利技术中，催化剂可以选自磷酸、磷酸盐、亚磷酸钠、次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种或多种；优选为亚磷酸钠、次亚磷酸钠或次亚磷酸钾；更优选为次亚磷酸钠。抗氧剂可以选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂B215中的一种或多种；优选为抗氧剂1098、抗氧剂1010或抗氧剂B215；更优选为抗氧剂B125。分子量调节剂可以选自己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、苯甲酸中的一种或多种；优选为癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或十三烷二酸。这样有助于获得透明度高、力学性能好、流动性好、易于加工的基于戊二胺的长碳链聚酰胺。
[0031]在某些实施方式中，步骤(2)中的原料为聚酰胺盐溶液、催化剂、抗氧剂和分子量调节剂。在另一些实施方式中，步骤(2)中的原料还包括光稳定剂、润滑剂等。
[0032]步骤(2)优选在反应釜内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于戊二胺的长碳链聚酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将戊二胺、长碳链二元酸和水置于50～70℃下反应，得到聚酰胺盐溶液；(2)将包括上述聚酰胺盐溶液、催化剂、抗氧剂和分子量调节剂的原料在程序升温的条件下进行聚合反应，得到基于戊二胺的长碳链聚酰胺；其中，所述长碳链二元酸选自癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的一种或多种；程序升温的条件如下：1)从50～70℃升温至170～190℃，然后在170～190℃下恒温反应30～90min，进行预聚合；2)从170～190℃升温至200～230℃，然后在200～230℃及1.6～2.0MPa下反应1～3h；3)经40～80min升温和排气，将温度从200～230℃升至235～280℃，排气至压力降为0.3Mpa以下；4)保持温度在235～280℃，抽真空至负压，继续反应15～60min，得到基于戊二胺的长碳链聚酰胺。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括如下具体步骤：将90～110重量份的戊二胺、200～250重量份的长碳链二元酸和140～200重量份的水置于50～70℃下，在搅拌条件下反应0.5～2h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)还包括：调节所述聚酰胺盐溶液的pH至7.5～7.7。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自磷酸、磷酸盐、亚磷酸钠、次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种或多种。5.根据...
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