一种奇数碳聚酰胺弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种奇数碳聚酰胺弹性体及其制备方法，该奇数碳聚酰胺弹性体以生物法制备的戊二胺、十三碳二元酸为单体制备得到。本发明专利技术的聚酰胺弹性体性能优异，聚合单体来源稳定，解决了聚酰胺弹性体成本过高的问题，拓宽了弹性体的使用场景，具有很高的商业化价值。具有很高的商业化价值。

【技术实现步骤摘要】
一种奇数碳聚酰胺弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及了一种奇数碳聚酰胺弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]热塑性弹性体以聚氨酯类、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、聚酰胺类等各种树脂组合物的形式上市销售。聚酰胺热塑性弹性体(TPAE)属于热塑性弹性体家族中的一员，其相对于广泛应用的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性聚烯烃弹性体(TPO)、苯乙烯热塑性弹性体(SBC)、热塑性聚氯乙烯弹性体(TPVC)以及热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)等，TPAE的制备和应用起步较晚。聚酰胺弹性体由于其弹性高、比重低、伸缩性高、低温性能好等特性，在汽车、运动器材、医疗用具、密封件、机械零部件等方面具有广泛的应用。
[0003]聚酰胺热塑性弹性体(TPAE)主要是由聚酰胺硬段与聚醚或聚酯软段组成的共聚物，其中作为硬段的聚酰胺主要有PA6、PA66、PA11、PA12等，该硬段部分主要决定了聚酰胺热塑性弹性体的密度、硬度、熔点、拉伸强度、耐各种有机化学药品等特性；作为软段的部分主要有聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚环氧丙烷醚(PPG)、聚四氢呋喃(PTMEG)等，该软段部分主要决定了聚酰胺热塑性弹性体的低温特性、吸湿性、抗静电性、染色性以及对某些化学品的稳定性等特性。
[0004]聚酰胺弹性体的制备在过去几年中得到了广泛的关注，有众多公司以及科研机构利用PA6、PA11、PA12作为硬段，采取多种合成技术申请了相关专利。然而目前商业化的聚酰胺弹性体以PA12系最为常见，如日本宇部兴公司的XPA系列产品，法国阿科玛公司的PEBAX系列产品，德国赢创公司的VESTAMID E系列产品。PA12硬段一般是由石化方法获取的12氨基十二烷酸或十二内酰胺制得，成本较高，且为少数公司垄断，难以稳定获取的单体给国内规模化生产弹性体带来困难。PA6系弹性体的单体己内酰胺的碳链较短，相同硬度的弹性体综合性能不如长链尼龙系弹性体。
[0005]长期以来，人们期待着通过可再生的植物资源作为起始材料，来制备与现有品种性能相当的绿色弹性体，解决对化石能源的依赖，建造低碳型社会。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种以生物法制备的戊二胺、十三碳二元酸为单体制备得到的奇数碳聚酰胺弹性体及其制备方法，所述弹性体性能优异，聚合单体来源稳定，解决了聚酰胺弹性体成本过高的问题，拓宽了弹性体的使用场景，具有很高的商业化价值。
[0007]本专利技术提供了一种奇数碳聚酰胺弹性体，其含有若干通式C和通式D的结构单元，所述结构单元通过酯基连接而成；所述通式C为若干通式A和通式B的结构单元通过酰胺键连接而成；
[0008]所述通式A
[0009]所述通式B为
[0010]所述通式D为
[0011]其中，R为C1～C5的亚烷基或者所述C1～C5的亚烷基被C1～C5的烷基取代。
[0012]在一些具体的实施方式中，所述R选自乙基、丙基、正丁基、正戊基中的任意一种或几种。
[0013]在一些具体的实施方式中，所述通式C和通式D在生物基长碳链聚酰胺弹性体中的质量含量在95％以上，优选97％以上。
[0014]在一些具体的实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的相对粘度为1.0～2.0，更佳地为1.25～1.59。
[0015]在一些具体的实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的数均分子量为10000～70000，进而为20000～50000。
[0016]在一些具体的实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体中，所述通式A的质量百分比为10～35％；所述通式B的质量百分比为35～70％；所述通式D的质量百分比为20～50％。
[0017]在一些具体的实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体中，所述通式A的质量百分比为13～25％；所述通式B的质量百分比为40～65％；所述通式D的质量百分比为12～47％。
[0018]在一些具体的实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的原料包括戊二胺、十三碳二元酸和聚醚。较佳地，所述十三碳二元酸与戊二胺的摩尔比为0.9
‑
1.8：1，进而优选为1.08
‑
1.4：1。
[0019]在一些具体的实施方式中，所述聚醚包括C2
‑
C5聚氧化烯烃二元醇、线型或者支化的C2
‑
C36亚烷基、C6
‑
C20芳基二元醇的一种或其混合物。
[0020]在一些具体的实施方式中，所述聚醚包括聚乙二醇(PEG)、聚环氧丙烷醚(PPG)、聚四氢呋喃(PTMEG)的一种或其混合物。
[0021]在一些具体的实施方式中，所述聚醚的数均分子量为400
‑
5000，或者为400
‑
2000。
[0022]在一些具体的实施方式中，所述聚醚包括PTMEG1000(1000表示PTMEG的数均分子量，下同)、PTMEG2000、PEG400或PPG1000。
[0023]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体通过如下方法制备获得：先将戊二胺和十三碳二元酸聚合获得预聚体，然后将预聚体与聚醚聚合获得奇数碳聚酰胺弹性体。
[0024]本专利技术一具体实施方式中，所述预聚体的数均分子量为500
‑
10000，进而为900
‑
5000。
[0025]本专利技术一具体实施方式中，所述预聚体与聚醚的质量比为0.1～10：1，进而为0.7～7：1，进而为1～6.7：1。
[0026]本专利技术中，戊二胺即1,5
‑
戊二胺，是生物体内广泛存在的具有生物活性的含氮碱，可通过化学法，将戊二腈通过一系列反应得到，也可通过赖氨酸脱羧酶作用于赖氨酸的生
物法得到。本专利技术优选使用生物法来源的戊二胺。
[0027]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的原料还包括添加剂，所述添加剂包括润滑剂、成核剂、抗氧剂等。所述润滑剂，包括脂肪族酰胺、脂肪族醇、脂肪族双酰胺、聚乙烯蜡等。所述成核剂，包括二氧化硅、滑石粉、高岭土、黏土等。所述抗氧剂，包括受阻酚系化合物、氢醌类化合物、对苯二酚系化合物、亚磷酸酯系化合物和它们的取代物、碘化物、铜盐等。
[0028]本专利技术一具体实施方式中，所述添加剂在奇数碳聚酰胺弹性体中的质量含量为5％以下，进而优选为3％以下。
[0029]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的密度为1.01～1.30g/mL，进而为1.01～1.07g/mL。
[0030]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的邵氏硬度为20D～60D，例如27D、33D、35D、45D、40D。
[0031]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性体的断裂伸长率为200％以上，较佳地为200
‑
1200％，例如为346％、392％、428％、693％。
[0032]本专利技术一具体实施方式中，所述奇数碳聚酰胺弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种奇数碳聚酰胺弹性体，其特征在于，其含有若干通式C和通式D的结构单元，所述结构单元通过酯基连接而成；所述通式C为若干通式A和通式B的结构单元通过酰胺键连接而成；所述通式A所述通式B为所述通式D为其中，R为C1～C5的亚烷基或者所述C1～C5的亚烷基被C1～C5的烷基取代；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的相对粘度为1.0～2.0；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的数均分子量为10000～70000，进而为20000～50000。2.根据权利要求1所述的奇数碳聚酰胺弹性体，其特征在于，所述通式A的质量百分比为10～35％；所述通式B的质量百分比为35～70％；所述通式D的质量百分比为20～50％。3.根据权利要求1所述的奇数碳聚酰胺弹性体，其特征在于，所述奇数碳聚酰胺弹性体的原料包括戊二胺、十三碳二元酸和聚醚；较佳地，所述十三碳二元酸与戊二胺的摩尔比为0.9
‑
1.8：1。4.根据权利要求1所述的奇数碳聚酰胺弹性体，其特征在于，所述聚醚包括C2
‑
C5聚氧化烯烃二元醇、线型或者支化的C2
‑
C36亚烷基、C6
‑
C20芳基二元醇的一种或其混合物；较佳地，所述聚醚包括聚乙二醇(PEG)、聚环氧丙烷醚(PPG)、聚四氢呋喃(PTMEG)的一种或其混合物；较佳地，所述聚醚的数均分子量为400
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5000，或者为400
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2000。5.根据权利要求1所述的奇数碳聚酰胺弹性体，其特征在于，所述奇数碳聚酰胺弹性体的密度为1.01～1.30g/mL；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的邵氏硬度为20D～60D；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的断裂伸长率为200％以上，较佳地为200
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1200％；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的拉伸强度为20～60MPa；和/或，所述奇数碳聚酰胺弹性体的缺口冲击强度为10kJ/m2以上，更佳地为NB(冲不断)。6.一种权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓辉，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司凯赛金乡生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：