【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半芳香尼龙预聚体、半芳香尼龙及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚酰胺(pa)，又称尼龙，是目前工业生产中应用最广泛的工程塑料之一。尼龙自19世纪30年代被杜邦公司开发以来，经过几十年的发展，其已被广泛应用于汽车工业、电子电器、机械制造等领域。尼龙具有优异的物理机械性能、耐高温性、耐腐蚀性、耐磨损性以及电绝缘性。但是尼龙分子中含有极性的酰胺基团，因此其具有较高的吸水率。尼龙在吸水后其尺寸和力学性能发大幅的变化，这会影响其正常使用。同时脂肪族尼龙的熔融温度相对较低，这限制了其在高温工作场景的应用。为了提高尼龙的耐高温性能，同时降低其吸水率，人们将苯环引入到尼龙的分子链中，制备得到能够熔体加工、低吸水率且耐高温性能突出的半芳香尼龙，例如目前已经工业化生产的pa6t，pa9t和pa10t等。
2、半芳香尼龙的聚合技术门槛较高，这是因为半芳香尼龙熔点较高，且熔体粘度大，因此半芳香尼龙在聚合过程中熔体出料比较困难。目前工业上大多采用两步法即先预聚之后固相/熔融增粘的方法制备半芳香尼龙。现有的两步法制备工艺大多都是预聚合完成后出料，将所得物料粉碎烘干，然后开展后聚合，使预聚物粘度增加制得终聚物，整体的工艺流程较长，且没有实现连续化操作，效率较低。
3、中国专利cn101456949b中公开了一种耐高温尼龙的制备方法，所提出的方法采用的是两步法聚合工艺。首先，使用有机溶剂成盐，通过离心分离得到固体盐。然后再在水存在的情况下进行预聚合反应，然后在温度为230℃和压力为2mpa的压力下反应一段时间后出料。
4、中国专利cn101298517a中公开了一种耐高温尼龙pa10t/6t的聚合方法。该专利采用两步法工艺，首先将二胺、二酸、催化剂、调节剂和水等在反应釜内高温高压反应一定时间，之后通过喷嘴将预聚物物料喷出。然后将预聚物进行干燥，随后进行熔融增粘制备终聚物。该两步法聚合中，预聚和终聚之间，预聚物的处理过程复杂，能耗增加，同时生产效率降低，且聚合过程高温停留时间长，产物副反应多。
5、目前专利中报导的耐高温尼龙制备的方法中，第一步得到的预聚物通常需要经过粉碎，干燥等繁琐的处理过程，才能进入后聚合阶段，使得生产效率降低，能耗增加。
技术实现思路
1、本专利技术所解决的技术问题在于克服现有技术中存在的半芳香尼龙的制备过程中预聚物进入后聚合阶段之前通常需要经过粉碎，干燥等繁琐的处理过程，使得能耗增加、生产效率降低的缺陷，而提供了一种半芳香尼龙预聚体、半芳香尼龙及其制备方法与应用。采用本专利技术的制备方法得到的预聚物，不需要经过粉碎即可直接用于固相聚合，简化了工艺步骤，降低了生产能耗，同时提升了生产效率。
2、本专利技术主要提供了一种半芳香聚酰胺制备方法，首先通过高温高压聚合反应制备预聚物，之后在合适的温度和压力下，将反应釜内物料排出到具有一定温度和压力的管道内。通过调控反应釜内的温度和压力和排料管道内的温度来调控最终所得预聚物物料颗粒的尺寸。然后直接将颗粒状预聚物物料转移至固相反应釜中进行后聚合反应，达到增粘的效果。在此过程中，不需要对预聚物进行破碎即可进行后聚合，大大简化工艺步骤，降低生产能耗，提升生产效率。
3、本专利技术提供了一种半芳香尼龙预聚体的制备方法，其包括以下步骤：
4、(1)将二酸和二胺进行预聚反应；所述二胺和所述二酸中有且仅有一种包含芳香族化合物；所述预聚反应的压力为2.5-5.0mpa；
5、(2)所述预聚反应结束后开始泄压；所述泄压终点的温度为240-270℃；所述泄压终点的压力为2.0-4.5mpa；
6、(3)将泄压后的产物进行干燥，得到半芳香尼龙预聚体；所述干燥的温度为110-160℃；
7、其中，所述泄压终点的压力相对于所述预聚反应的压力低0.4-1.0mpa。
8、本专利技术中，所述二酸和所述二胺的摩尔比可为本领域常规，较佳地为1：0.98-1.04，例如1：1、1：1.01或1：1.02。
9、本专利技术中，所述二胺可为本领域常规，较佳地为c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11和c12的二胺中的一种或多种，例如丁二胺、戊二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、间苯二甲胺。
10、本专利技术中，所述二酸可为本领域常规的芳香族二酸和/或脂肪族二酸，较佳地为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸和十二碳二酸中的一种或多种。
11、步骤(1)中，所述预聚反应较佳地为水相反应。
12、步骤(1)中，所述预聚反应之前较佳地先进行成盐反应。
13、其中，所述成盐反应结束后，所述二酸和所述二胺所形成的盐溶液的浓度可为50-80wt％，较佳地为60-70wt％，例如60wt％或70wt％。
14、其中，所述成盐反应的温度可为120-160℃，较佳地为130-150℃，例如140℃。
15、其中，所述成盐反应的时间可为0.5-1h，例如0.5h。
16、步骤(1)中，所述预聚反应较佳地为恒温恒压反应。
17、步骤(1)中，所述预聚反应的温度可为230-270℃，较佳地为240-260℃，例如245℃、250℃或255℃。
18、步骤(1)中，所述预聚反应的时间可为1-3h，例如2h。
19、步骤(1)中，所述预聚反应的压力可为3.0-5.0mpa，较佳地为3.0-4.5mpa，例如3.5mpa、3.9mpa或4.5mpa。
20、步骤(2)中，所述预聚反应结束后立即进行泄压操作。
21、步骤(2)中，所述泄压开始的压力和温度与所述预聚反应的压力和温度相同。
22、步骤(2)中，所述泄压终点的温度可为250-260℃，例如250℃、255℃或260℃。
23、步骤(2)中，所述泄压终点的压力可为2.5-4.5mpa，较佳地为2.5-4.0mpa，例如3mpa、3.5mpa或4.0mpa。
24、步骤(2)中，所述泄压的时间可为10-40min，例如15min、20min或25min。
25、其中，所述泄压终点的压力相对于所述预聚反应的压力较佳地低0.4-0.8mpa，例如0.5mpa。
26、步骤(3)中，所述干燥较佳地为在泄压结束后将物料直接排泄到泄料管道中进行。
27、步骤(3)中，所述干燥的温度可为110-150℃，较佳地为120℃、130℃、140℃或150℃。
28、本专利技术还提供了一种如上所述的制备方法制备的半芳香尼龙预聚体。
29、其中，所述半芳香尼龙预聚体的尺寸较佳地为0.5-2mm。所述预聚物的颗粒尺寸在0.5～2mm的范围内，该尺寸范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，所述二胺为C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11和C12的二胺中的一种或多种，例如丁二胺、戊二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、间苯二甲胺；
3.如权利要求1所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预聚反应为水相反应；
4.如权利要求3所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，所述成盐反应结束后，所述二酸和所述二胺所形成的盐溶液的浓度为50-80wt％，较佳地为60-70wt％，例如60wt％或70wt％；
5.一种半芳香尼龙预聚体，其特征在于，其采用如权利要求1-4中任一项所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法制得；
6.一种半芳香尼龙的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将权利要求5所述的半芳香尼龙预聚体进行固相聚合，即可。
7.如权利要求6所述的半芳香尼龙的制备方法，其特征在于，所述固相聚合的温度为220-280℃，较佳地为
8.一种半芳香尼龙，其特征在于，其采用如权利要求6或7所述的半芳香尼龙的制备方法制得。
9.如权利要求8所述的半芳香尼龙，其特征在于，所述半芳香尼龙的特性粘度为0.8-1.5dL/g，较佳地为0.8-1.1dL/g，例如0.89dL/g、0.91dL/g、0.98dL/g或1.02dL/g；
10.一种如权利要求8或9所述的半芳香尼龙在汽车工业、电子连接器或LED反射支架中作为耐温元件的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，所述二胺为c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11和c12的二胺中的一种或多种，例如丁二胺、戊二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、间苯二甲胺；
3.如权利要求1所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预聚反应为水相反应；
4.如权利要求3所述的半芳香尼龙预聚体的制备方法，其特征在于，所述成盐反应结束后，所述二酸和所述二胺所形成的盐溶液的浓度为50-80wt％，较佳地为60-70wt％，例如60wt％或70wt％；
5.一种半芳香尼龙预聚体，其特征在于，其采用如权利要求1-4中任一项所述的半芳香尼龙预聚体...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑天成，褚照哲，段小超，常飞，赵雅，雷晨辉，郭孝乐，于豪，
申请(专利权)人：上海中化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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