一种耐光热老化的聚酰胺树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种耐光热老化的聚酰胺树脂及其制备方法和应用，所述聚酰胺树脂的制备原料包括反应性单体和添加剂；所述反应性单体包括二元酸和二元胺；所述添加剂包括复配热稳定剂，所述复配热稳定剂包括含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾；通过在制备原料中添加含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾三者搭配作为复配热稳定剂，在聚合的过程中就解决了聚酰胺树脂因高温产生的热分解问题，进而有效提高了聚酰胺树脂的耐光热老化性能，且不会额外增加生产工序和成本。工序和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种耐光热老化的聚酰胺树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚酰胺
，具体涉及一种耐光热老化的聚酰胺树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰胺俗称尼龙，指主链上有酰胺基团(
‑
CO
‑
NH
‑
)重复结构单元的线型热塑性聚合物；聚酰胺中的酰胺基团具有极性，形成分子间氢键，所以聚酰胺树脂具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、无毒、可纺性好、纤维强度高等优良特点，主要用于汽车、电子、纺丝等方面。
[0003]由于C
‑
N键的键离能低(仅为275.88kJ/mol)，所以受热时酰胺键会首先发生断裂，生成环戊酮、CO和CO2等小分子，导致其性能变差，在高温聚合、挤出、注塑过程中容易发生热氧化降解反应等副反应而产生分子链断裂，尤其在多次高温加工后该现象更加严重，同时还会导致产品性能下降，更重要的是在纺丝过程中黄变容易造成纤维断丝，产生毛丝或组件压力升高，影响成品率，导致成本大幅上升，长期高温使用问题一直是聚酰胺行业难于解决的难题。
[0004]目前，常用的改善聚酰胺耐高温热老化性的方法是在聚酰胺聚合完成后添加热稳定剂和抗氧剂，采用后端挤出改性来改善产品耐热问题。CN115651398A公开了一种热稳定再生聚酰胺组合物及其制备方法，该聚酰胺组合物由以下组分按照重量份组成：聚酰胺再生树脂100份，增强剂10～60份，无机稳定剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份，该专利技术中得到的聚酰胺组合物以聚酰胺再生树脂为主要原料，通过以碘化亚铜和碘化钾组成的无机稳定剂对其进行热稳定性改性，并采用玻璃纤维为增强剂对其进行增强改性，解决了再生聚酰胺材料的长期耐热稳定性的问题，该专利技术中得到的聚酰胺组合物具有优异的耐热稳定性。但是，这种采用后端挤出改性的方法对于聚酰胺树脂的耐光热老化性的提升很有限，且增加了生产工序和成本。
[0005]因此，开发一种具有优异耐光热老化性能且无需新增生产工序的聚酰胺树脂，成为本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐光热老化的聚酰胺树脂及其制备方法和应用，所述聚酰胺树脂通过在制备原料中添加含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾三者搭配作为复配热稳定剂，在聚合的过程中解决聚酰胺树脂因高温产生的热分解问题，有效提高了聚酰胺树脂的耐光热老化性能且且不会额外增加生产工序和成本。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种耐光热老化的聚酰胺树脂，所述聚酰胺树脂的制备原料包括反应性单体和添加剂；
[0009]所述反应性单体包括二元酸和二元胺；
[0010]所述添加剂包括复配热稳定剂，所述复配热稳定剂包括含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾。
[0011]通过不断的实验摸索和理论思考，本专利技术发现聚酰胺树脂及其组合物发生黄变和老化的根本原因在于聚酰胺树脂在高温聚合及其他加工过程中开始分解及氧化，导致氨基含量增加，而空气中的氮氧化合物NO
x
会引起尼龙氨基氧化，生成黄色醌类结构，导致泛黄及性能下降；本专利技术通过在制备原料中添加含有酰胺键化合物、醋酸铜和碘化钾进行复配作为复配热稳定剂，利用所述含有酰胺键的化合物可以与聚酰胺树脂通过“分子识别”与聚酰胺树脂相容或者利用酰胺键形成氢键化学键产生交联反应，而所述醋酸铜和碘化钾则有可以与聚酰胺的分子链形成络合物，提高酰胺键的键能，使其分解键能提高，从而提高了最终得到的聚酰胺树脂的分解氧化温度，在聚合的过程中就解决了聚酰胺树脂因高温产生的热分解问题，进而有效提高了聚酰胺树脂的耐光热老化性能且不会额外增加生产工序和成本。
[0012]优选地，以所述反应性单体和添加剂的总质量为100％计，所述反应性单体的质量不低于95％，例如95.5％、96％、96.5％、97％、97.5％、98％或98.5％等。
[0013]优选地，所述二元酸包括己二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸或十八碳二元酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]优选地，所述二元胺包括己二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺、十五碳二元胺、十六碳二元胺、十七碳二元胺或十八碳二元胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0015]优选地，所述二元酸和二元胺的摩尔比为1:(1～1.08)，例如1:1.01、1:1.02、1:1.03、1:1.04、1:1.05、1:1.06或1:1.07等。
[0016]优选地，所述聚酰胺树脂的制备原料中复配热稳定剂的添加量为200～600ppm，例如250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm或550ppm等。
[0017]作为本专利技术的优选技术方案，限定聚酰胺树脂的制备原料中复配热稳定剂的添加量为200～600ppm，一方面，如果复配稳定剂的添加量过低，则会导致得到的聚酰胺树脂耐光热老化性不足，另一方面，如果复配稳定剂的添加量过高，则会导致得到的聚酰胺树脂的聚合速度太快，无法控制，导致分子量分布不均匀。
[0018]需要说明的是，上述“所述聚酰胺树脂的制备原料”中还包含水，用水作为溶剂制备聚酰胺盐溶液。
[0019]优选地，所述含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾的质量比为(1～2):(1～2):1。
[0020]其中，所述含酰胺键的化合物和碘化钾的质量比为1.2:1、1.4:1、1.6:1或1.8:1等，所述醋酸铜和碘化钾的质量比为1.2:1、1.4:1、1.6:1或1.8:1等。
[0021]优选地，所述含酰胺键的化合物包括间苯二甲酰胺和/或二甲基乙酰胺。
[0022]优选地，所述添加剂还包括催化剂、封端剂、消泡剂、耐候剂、成核剂、抗静电剂、阻燃剂、抗紫外剂、消光剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述催化剂包括磷酸、磷酸盐、亚磷酸、亚磷酸盐、次磷酸或次磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
[0024]优选地，所述封端剂包括单官能度的胺、二元胺、单官能度的酸或二元酸中的任意
一种或至少两种的组合。
[0025]优选地，所述单官能度的胺包括己胺。
[0026]优选地，所述二元胺包括戊二胺和/或己二胺。
[0027]优选地，所述单官能度的酸包括乙酸、己酸或苯甲酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0028]优选地，所述二元酸包括己二酸、对苯二甲酸或癸二酸中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为癸二酸。
[0029]作为本专利技术的优选技术方案，选择癸二酸作为封端剂，可以进一步提高聚酰胺树脂的韧性。
[0030]优选地，所述消泡剂包括含硅化合物。
[0031]优选地，所述耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐光热老化的聚酰胺树脂，其特征在于，所述聚酰胺树脂的制备原料包括反应性单体和添加剂；所述反应性单体包括二元酸和二元胺；所述添加剂包括复配热稳定剂，所述复配热稳定剂包括含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾。2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂，其特征在于，以所述反应性单体和添加剂的总质量为100％计，所述反应性单体的质量不低于95％；优选地，所述二元酸包括己二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸或十八碳二元酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述二元胺包括己二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺、十五碳二元胺、十六碳二元胺、十七碳二元胺或十八碳二元胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述二元酸和二元胺的摩尔比为1:(1～1.08)。3.根据权利要求1或2所述的聚酰胺树脂，其特征在于，所述聚酰胺树脂的制备原料中复配热稳定剂的添加量为200～600ppm；优选地，所述含酰胺键的化合物、醋酸铜和碘化钾的质量比为(1～2):(1～2):1；优选地，所述含酰胺键的化合物包括间苯二甲酰胺和/或二甲基乙酰胺。4.根据权利要求1～3任一项所述的聚酰胺树脂，其特征在于，所述添加剂还包括催化剂、封端剂、消泡剂、耐候剂、成核剂、抗静电剂、阻燃剂、抗紫外剂、消光剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括磷酸、磷酸盐、亚磷酸、亚磷酸盐、次磷酸或次磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述封端剂包括单官能度的胺、二元胺、单官能度的酸或二元酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述单官能度的胺包括己胺；优选地，所述二元胺包括戊二胺和/或己二胺；优选地，所述单官能度的酸包括乙酸、己酸或苯甲酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述二元酸包括己二酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伯爵，宋玉林，汪剑伟，
申请(专利权)人：东莞市奥能工程塑料有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：