含氟耐高温共聚型尼龙10及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含氟耐高温共聚型尼龙10及其制备方法，属于阻燃尼龙材料技术领域。本发明专利技术含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法包括：a.在惰性气氛下将FPDA单体、二胺单体、二元酰、水在70～80℃混合均匀得到混合物1，FPDA单体与二胺单体摩尔比为2:8～8:2；b.将混合物1与催化剂混合得到混合物2，将混合物2在恒温恒压条件下以200～300r/min的速度搅拌1～3h得到混合物3，搅拌的压力为0.1～0.5Mpa，温度80～90℃。本发明专利技术成功合成了纯度、产率、分子量和聚合度都较高的含氟耐高温共聚型尼龙10。合度都较高的含氟耐高温共聚型尼龙10。合度都较高的含氟耐高温共聚型尼龙10。

【技术实现步骤摘要】
含氟耐高温共聚型尼龙10及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含氟耐高温共聚型尼龙10及其制备方法，属于阻燃尼龙材料


技术介绍

[0002]尼龙(PA)作为一种有着优异的综合性能的通用工程塑料，具有良好的耐热性、力学性能、电性能和突出的机械性能，是五大通用工程塑料中产量及品种最多、用途最广的一种。近几年来发展迅速，已经被广泛用于各个领域。
[0003]由于耐高温尼龙主链上含有重复的酰胺基团，分子间易形成氢键，且其分子主链刚性结构强、分子间作用力大，使得耐高温PA具备优良的力学性能且耐溶剂。但酰胺基团的存在也使得耐高温PA介电常数较高，溶解性较差，玻璃化温度较低，耐热性不足，同时熔融温度较高导致加工难度较大等缺陷，使其应用范围受到了较大限制。因此，设计合成具有较低介电常数、溶解性良好、易加工成膜并能保持优异耐热性能的耐高温尼龙引起了学术界和工业界的密切关注。
[0004]氟原子独特的物理化学性质，可在改善PA的性能。近年来在光波导、微电子工业和低能表面活性剂等领域，含氟高聚物正发挥着越来越大的作用。
[0005]但是，现有技术中含氟高聚物的制备存在一些问题，例如氟在PA中分散不均匀，改性后的界面相容问题差，PA的力学性能降低，有待进一步改进。
[0006]申请号为201910843162.4的中国专利技术专利申请，公开了一种含氟耐磨聚酰胺酰亚胺材料及其制备方法。该专利技术将含氟二胺单体引入聚酰胺酰亚胺主链上，可以提高基体的耐磨性能，减少磨损率，可以提高溶解性能以至于改善化学酰亚胺成环能力，同时可以改善材料的耐热性能和加工流动性能，但是其介电常数较高且阻燃性能较差。
[0007]申请号为201910590939.0的中国专利技术专利申请，公开了一种含氟聚酰胺及其制备方法。该专利技术通过选用二异氰酸酯和含氟二元醇与聚酰胺反应，使聚酰胺上形成含有由二异氰酸酯和含氟二元醇缩聚而成的链段，并有含氟一元醇对该链段进行封端，以获得含氟聚酰胺，制得的含氟聚酰胺具有很好的疏水拒油能力，对极性和非极性溶剂都具有优异的阻隔性能和化学稳定性，但其溶解性能和加工性能还有待提高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种新的含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法。
[0009]为达到本专利技术的第一个目的，所述含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法包括：
[0010]a.在惰性气氛下将FPDA单体、二胺单体、二元酰、水在70～80℃混合均匀得到混合物1，所述FPDA单体与二胺单体摩尔比为2:8～8:2，优选为4:6；
[0011]b.将混合物1与催化剂混合得到混合物2，将混合物2在恒温恒压条件下以200～300r/min的速度搅拌1～3h得到混合物3，搅拌的压力为0.1～0.5Mpa，温度80～90℃，优选为90℃；
[0012]c.将混合物3升温至240～280℃，保持压力为2.0～4.0MPa反应3～4h得到混合物4，c步骤所述升温的时间为50～80min；
[0013]d.c步骤反应后放气降压至0.1～0.6Mpa，再升温至320～350℃，再抽真空反应2～3h得到含氟耐高温共聚型尼龙10；其中，所述放气的速率以压力降低速率0.002～0.01Mpa/min为准，优选为0.005Mpa/min，d步骤升温的速率为20～30℃/min，优选为30℃/min；
[0014]所述FPDA单体结构如下式I所示：
[0015][0016]惰性气氛可以为不与体系反应的气体，例如氮气、氦气、氩气、氖气、二氧化碳中的一种，优选为氮气。
[0017]在一种具体实施方式中，所述二胺单体为癸二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、十二烷基二胺、间苯二胺、对苯二胺中的至少一种，优选为癸二胺；
[0018]所述二元酰化合物为对苯二甲酰、己二酰、癸二酰、对苯二乙酰、联苯二甲酰中的至少一种，优选为对苯二甲酰。
[0019]在一种具体实施方式中，a步骤反应前还先对反应的反应釜在80～90℃进行惰性气氛置换；所述惰性气氛置换为用惰性气氛置换反应釜内的空气，优选为90℃进行惰性气氛置换。
[0020]可以在加热条件下用惰性气氛置换空气，在80～90℃用惰性气氛置换反应釜内的空气，优选为90℃。在80～90℃用惰性气氛置换反应釜内的空气，可以保证反应釜中空气更好的被置换出来，同时使得进行第一步反应时反应温度更加稳定，并且防止FPDA单体、二胺单体、二元酰、水在70～80℃混合均匀得到混合物1加入反应釜后遇冷迅速冷却凝固，不利于反应物均匀混合，从而影响反应进行。
[0021]在一种具体实施方式中，所述二胺单体总和与二元酰物质的量之比为1:0.9～1:1.3，优选为1:1。
[0022]所述的二胺单体总和是指FPDA与二胺单体之和。
[0023]在一种具体实施方式中，所述水的质量分数为FPDA单体、二胺单体、二元酰的质量之和的40～60％，优选为50％。
[0024]在一种具体实施方式中，所述的催化剂为次磷酸钠、次亚磷酸钠、次磷酸钾、次亚磷酸钾、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙、钛酸正丁酯、丙基钛酸酯、异丙基钛酸酯、丙烯基钛酸酯中的至少一种，优选为次磷酸钠；
[0025]所述的催化剂质量分数为FPDA单体、二胺单体、二元酰的质量之和的0.05～0.15％，优选为0.08～0.1％。
[0026]在一种具体实施方式中，b步骤所述混合物2在恒温恒压条件下以250～280r/min的速度搅拌，优选搅拌2.5～3h得到混合物3，搅拌的压力优选为0.1～0.2Mpa。
[0027]在一种具体实施方式中，c步骤所述将混合物3升温至270～280℃，保持压力优选为2.5～3.0MPa，优选反应3～3.5h得到混合物4，c步骤所述升温的时间优选为50～60min。
[0028]在一种具体实施方式中，d步骤所述混合物4在压力为0.2～0.4Mpa升温，优选升温至325～340℃，更优选抽真空反应2.5～3h得到含氟耐高温共聚型尼龙10。
[0029]本专利技术的第二个目的是提供一种含氟耐高温共聚型尼龙10。
[0030]为达到本专利技术的第二个目的，所述含氟耐高温共聚型尼龙10采用上述的含磷阻燃耐高温共聚型尼龙的制备方法制备得到。
[0031]有益效果：
[0032]A.本专利技术的制备方法FPDA与癸二胺配合，分子链的位阻得到了有效的降低，成功合成了含氟耐高温共聚型尼龙10。
[0033]B.直接用FPDA合成尼龙10受到反应程度和反应活性的影响，并不可能做到完全聚合，尼龙的端基、催化剂、水等小分子都在非晶区内，合成的尼龙产率均较低，且分子量和聚合度不高。本专利技术的方法可以得到产率、分子量和聚合度都较高的含氟共聚型尼龙10。
[0034]C.本专利技术的方法能更充分反应，提高聚合物的分子量，同时还可实现连续化生产，进而降低生产成本，方法操作简便、易于控制和工业化。
[0035]D.本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法，其特征在于，所述含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法包括：a.在惰性气氛下将FPDA单体、二胺单体、二元酰、水在70～80℃混合均匀得到混合物1，所述FPDA单体与二胺单体摩尔比为2:8～8:2，优选为4:6；b.将混合物1与催化剂混合得到混合物2，将混合物2在恒温恒压条件下以200～300r/min的速度搅拌1～3h得到混合物3，搅拌的压力为0.1～0.5Mpa，温度为80～90℃，优选为90℃；c.将混合物3升温至240～280℃，保持压力为2.0～4.0MPa反应3～4h得到混合物4，c步骤所述升温的时间为50～80min；d.c步骤反应后放气降压至0.1～0.6Mpa，再升温至320～350℃，再抽真空反应2～3h得到含氟耐高温共聚型尼龙10；其中，所述放气的速率以压力降低速率0.002～0.01Mpa/min为准，优选为0.005Mpa/min，d步骤升温的速率为20～30℃/min，优选为30℃/min；所述FPDA单体结构如下式I所示：2.根据权利要求1所述含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法，其特征在于，所述二胺单体为癸二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、十二烷基二胺、间苯二胺、对苯二胺中的至少一种，优选为癸二胺；所述二元酰化合物为对苯二甲酰、己二酰、癸二酰、对苯二乙酰、联苯二甲酰中的至少一种，优选为对苯二甲酰。3.根据权利要求1或2所述的含氟耐高温共聚型尼龙10的制备方法，其特征在于，a步骤反应前还先对反应的反应釜在80～90℃进行惰性气氛置换；所述惰性气氛置换为用惰性气氛置换反应釜内的空气，优选为90℃进行惰性气氛置换。4.根据权利要求1或2所述的含氟耐高温共聚型尼...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟家春，朱容丽，侯洪波，余大洋，蒲泽军，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：