一种聚酰胺组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚酰胺组合物，以聚酰胺组合物质量含量为100%计，聚酰胺组合物包括聚酰胺96%~99%，金属盐0.75%~2%，缚酸剂0.01~2%；其中，聚酰胺为聚酰胺6；金属盐由阳离子和阴离子构成，阳离子选自金属离子，阴离子选自无机酸根离子；缚酸剂由阳离子和阴离子构成，阳离子选自金属离子，阴离子选自碳原子数为6~30的有机羧酸根离子中的一种或多种。本发明专利技术以聚酰胺6为基体，使用包括金属盐以及缚酸剂的复配体系对聚酰胺6进行改性，提升了聚酰胺6的机械性能以及表观粘度；本发明专利技术中的制备方法简单，适用于工业化生产。用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚酰胺组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺6是一种重要的高分子材料，其应用领域主要集中于工程塑料、纺丝和薄膜领域，由于其在熔融状态下，表观粘度相对较低，直接表现是熔融指数偏高，难以满足压制、压延、滚塑等加工方式对聚合物流动性的需求。一方面，为了拓展聚酰胺6的应用领域，增粘是一个有效而直接的途径，如在高强丝应用方面，生产商为了实现强力目标，通常会采取固相增粘的手段提升聚酰胺6的表观粘度（降低熔融指数），增加分子量，进而增加丝的强度；再如，在工程塑料改性领域，客户为了满足不同制品生产时对物料流动性的需求，通常采用扩链剂改变聚酰胺6的分子量，满足不同客户的需求。另一方面，随着社会对环境保护、绿色可持续性发展的要求越来越高，越来越多的人追求聚酰胺6的再生和/或再利用。然而，聚酰胺6是一种包含酰胺基团的极性高分子，在加工及使用过程中，酰胺键对热、紫外线、酸/碱和机械剪切敏感，也即是说，在聚酰胺6加工和使用过程中，聚酰胺6会经历热紫外线、酸/碱左右和剪切等过程，从而导致聚酰胺6分子量下降显著，机械（力学）性能劣化，再加工时熔融指数大幅度升高（表观粘度低），这些现象导致两方面不利影响：（1）表观粘度偏低、熔融指数偏高，导致在再加工生产时，以注塑为例，易产生流延、飞边、形变等问题，制品合格率低；（2）即使通过新料和回收料混合使用，也只是暂时恢复产品的机械（力学）性能，仍存在服务周期短的弊端。
[0003]固相增粘和化学扩链增粘尽管在市场上都有应用，但都存在一些弊端，如固相增粘存在周期长、设备要求高等弊端；化学增粘存在扩链剂（如双马来酸酐类、双异氰酸酯类、双噁唑啉、双环氧类、双环氧类等有机化合物）成本高、有异味、原料毒性大等问题，并且存在品质控制稳定性差的弊端。开发一种能够简单、直接、有效的改善聚酰胺6表观粘度（熔融指数）和机械性能且能够延长性能保持周期的方法，具有非常重要的直接而现实的经济意义，符合目前绿色环保、品质可控、应用拓展的发展趋势。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种改善聚酰胺的机械性能、表观粘度且能够延长性能保持周期的聚酰胺组合物及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种聚酰胺组合物，以所述聚酰胺组合物质量含量为100%计，所述聚酰胺组合物包括：聚酰胺96%~99%，金属盐0.75%~2%，缚酸剂0.01~2%；其中，所述聚酰胺为聚酰胺6；所述金属盐由阳离子和阴离子构成，所述金属盐的阳离子选自金属离子中的一种或多种，所述金属盐的阴离子选自无机酸根离子中的一种或多种；所述缚酸剂由阳离子和阴离子构成，所述缚酸剂的阳离子选自金属离子中的一种或多种，所述缚酸剂的阴离子选自碳原子数为6~30有机羧酸根离子中的一种或多种。
[0006]本专利技术金属盐中的阳离子能够与羰基结合，增加链段之间的相互作用，从而将聚酰胺由线性分子转变成具有网状结构的超分子体系，进而提升聚酰胺的机械性能和表观粘度。但是，金属盐中的阳离子与羰基结合以后，阳离子和酰胺基团之间的电荷分布发生变化，酰胺基团中氨基上的氢原子的离解常数增加，即体系内的酸值增加。而聚酰胺6是一种对酸碱敏感的高分子材料，体系酸值增加可能导致以下两种不利后果：（1）在使用过程中，酸催化聚酰胺6发生断链降解，会导致聚酰胺6表观粘度下降及机械性能下降；（2）邻近酰胺基团的α氢活性增加，易被氧化降解，特别是在紫外线存在下，更易被氧化，最直接的表象就是在使用过程中，制品的黄色指数快速增加。添加缚酸剂后，缚酸剂能及时捕捉游离的氢离子，从而发挥降低体系酸值的作用，进而使聚酰胺机械性能和表观粘度能够基本保持等。缚酸剂通常是一类弱酸强碱盐，酸的PKa值越大，捕捉氢离子效果越好。
[0007]本专利技术中的聚酰胺除了是聚酰胺6外，还可以选自其他的聚酰胺聚合物，例如聚酰胺66、聚酰胺56、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6
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聚酰胺66共聚物、以及其它含有酰胺键的共聚物中的一种或多种。
[0008]优选地，所述无机酸根离子选自氟离子、氯离子、溴离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硅酸根离子、碳酸根离子中的一种或多种。
[0009]优选地，所述碳原子数为6~30的有机酸根离子选自柠檬酸根离子、硬脂酸根离子、油酸根离子、棕榈酸根离子、亚油酸根离子、花生酸根离子、亚麻酸根离子、珠光脂酸根离子、山萮酸根离子、木质素酸根离子中的一种或多种。
[0010]进一步优选地，所述金属盐以及所述缚酸剂中的金属离子分别独立地选自锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、钙离子、钡离子、过渡金属离子或者稀土镧系金属离子中的一种或多种。本专利技术中的金属盐在极性溶剂中具有一定的溶解性，极性溶剂包括但不限于水、含氧极性有机溶剂（如乙醇、丙醇、乙二醇、乙酸等）、含氮有机极性溶剂（如乙腈、吡啶、吡咯、DMF等）、含硫有机溶剂（如二甲亚砜等）、含磷有机溶剂中的一种及多种；本专利技术中的金属盐的热分解温度不低于基体聚酰胺6的熔点。当需要赋予聚酰胺6一定的色彩时，金属离子优选显色金属离子。
[0011]根据一些优选的实施方式，所述金属盐选自氯化钙、氯化铝、氯化锂、氯化镧中的一种或多种。
[0012]根据一些优选的实施方式，所述缚酸剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钡或硬脂酸锌中的一种或多种。当然，在某些实施方式中，缚酸剂也可以选自氢氧化镁或氢氧化铝。
[0013]优选地，所述金属盐在所述聚酰胺组合物中的质量含量为1%~2%，例如1%、1.2%、1.5%、1.7%、2%等。经本专利技术人的研究发现，当金属盐的占比超过2%时，聚酰胺6的延展性显著下降，熔体表观粘度超出下游加工厂商合适加工区间。尽管添加熔体流动改性剂能改善表观粘度，但过多的使用助剂带来额外的弊端，例如会使制品的脆性增加。
[0014]优选地，所述缚酸剂在所述聚酰胺组合物中的质量含量为0.1%~1%，例如0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等。
[0015]优选地，所述聚酰胺组合物还包括抗氧剂，所述抗氧剂占所述聚酰胺组合物质量含量0.01%~1%，例如0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%等。
[0016]进一步优选地，所述抗氧剂选自N,N
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双
‑
(3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰基)己二胺、β
‑
（3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2,4
‑
二叔丁基苯基）亚磷酸
酯、双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2
‑
亚甲基
‑
双（4
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，以所述聚酰胺组合物质量含量为100%计，所述聚酰胺组合物包括：聚酰胺96%~99%，金属盐0.75%~2%，缚酸剂0.01~2%；其中，所述聚酰胺为聚酰胺6；所述金属盐由阳离子和阴离子构成，所述金属盐的阳离子选自金属离子的一种或多种，所述金属盐的阴离子选自无机酸根离子中的一种或多种；所述缚酸剂由阳离子和阴离子构成，所述缚酸剂的阳离子选自金属离子的一种或多种，所述缚酸剂的阴离子选自碳原子数为6~30的有机羧酸根离子中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述无机酸根离子选自氟离子、氯离子、溴离子、硫酸根离子、磷酸根离子、硅酸根离子、碳酸根离子中的一种或多种；和/或，所述碳原子数为6~30的有机酸根离子选自柠檬酸根离子、硬脂酸根离子、油酸根离子、木质素酸根离子、棕榈酸根离子中的一种或多种；和/或，所述金属盐以及所述缚酸剂中的金属离子分别独立地选自锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、钙离子、钡离子、过渡金属离子或者稀土镧系金属离子中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述金属盐选自氯化钙、氯化锂、氯化镧、氯化铝中的一种或多种；和/或，所述缚酸剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钡或硬脂酸锌中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述金属盐在所述聚酰胺组合物中的质量含量为1.0%~2%；和/或，所述缚酸剂在所述聚酰胺组合物中的质量含量为0.1%~1%。5.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述聚酰胺组合物还包括占所述聚酰胺组合物质量含量0.01%~1%的抗氧剂，所述抗氧剂选自N,N
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双
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(3
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(3,5
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二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰基)己二胺、β
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（3,5
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二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2,4
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二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双(2,4
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二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2
‑
亚甲基
‑
双（4
‑
乙基
‑6‑
叔丁基苯酚）、4,4
’‑
亚丁基
‑
双(6
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叔丁基间甲酚)、1,1,3
‑
三(2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾翠丽，张洪生，张磊，张杨，
申请(专利权)人：张家港绿洲新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：