聚酰胺树脂制造技术

技术编号:5480786 阅读:241 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种聚酰胺树脂,所述聚酰胺树脂与现有的聚酰胺92相比较可以达到充分的高分子量化,且从熔点和热分解温度之差可以预计可成形温度范围宽、熔融成形性优异,并且不损害在脂肪族直链聚草酰胺树脂中所具有的低吸水性、与现有的脂肪族聚酰胺树脂相比较耐药品性、耐水解性等优异。其包含二羧酸成分和二胺成分,所述二羧酸成分为草酸,所述二胺成分包含1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺、且1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺的摩尔比为6∶94~99∶1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新型聚酰胺树脂。更详细地说,涉及二羧酸成分为草 酸的聚酰胺树脂,其可成形温度范围宽、成形加工性优异、且低吸水 性、耐药品性、耐水解性等也优异。
技术介绍
以尼龙6、尼龙66等为代表的结晶性聚酰胺,由于其优异的特性 和熔融成形的容易性,被广泛用作衣料用、产业资材用纤维、或者通 用的工程塑料,但是,另一方面,也指出了由于吸水而导致的物性变 化,在酸、高温的醇、热水中的劣化等问题,对寻求尺寸稳定性、耐 药品性更优异的聚酰胺的要求正在提高。另一方面,已知使用草酸作为二羧酸成分的聚酰胺树脂被称为聚 草酰胺,与相同氨基浓度的其它聚酰胺树脂相比熔点高、吸水率低(特 开2006-57033号公报),期待在由于吸水而导致的物性变化成为问题 的目前的聚酰胺难以使用的领域中进行活用。到目前为止,提案有使用各种脂肪族直链二胺作为二胺成分的聚 草酰胺树脂。但是,由于使用例如1,6-己二胺作为二胺成分的聚草酰 胺树脂的熔点(约320匸)比热分解温度(氮气中的1°/。重量减少温度;约 310。C)高(S.W.Shalaby.,J.Polym.Sci., 11, 1 (1973)),因此熔融聚 合、熔融成形困难,不耐实用。对于二胺成分为1, 9-壬二胺的聚草酰胺树脂(下面简称为PA92), 公开有L.Franco等使用草酸二乙酯作为草酸源时的制造方法和其结 晶结构(L.Franco et al. , Macromolecules. , 31, 3912 (1988))。这里 得到的PA92是固有粘度为0. 97dL/g、熔点为246。C的聚合物,但只能 得到不能成形为坚韧的成形体程度的低分子量物质。另外,在特表平 5-506466号公报中,公开了对于使用草酸二丁酯作为二羧酸酯的情 况、制造固有粘度为0. 99dL/g、熔点为248C的PA92 (特表平5-506466 号公报)。该情况也存在只能得到不能成形为坚韧的成形体程度的低分 子量物质的问题。在以往文献中,没有具体公开以特定的比率使用1,9-壬二胺及2-甲基-1, 8-辛二胺这两种二胺作为二胺成分的聚草酰胺树脂。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题在于,提供一种聚酰胺树脂,所述聚酰胺树 脂与现有的PA92相比较可以达到充分的高分子量化,从熔点和热分解 温度之差预计的可成形温度范围宽、熔融成形性优异,并且不损害在 脂肪族直链聚草酰胺树脂中所具有的低吸水性、与现有的脂肪族聚酰 胺树脂相比较耐药品性、耐水解性等优异。本专利技术人等为了解决上述课题进行了专心地研究,结果发现,通 过使用草酸二酯作为草酸源,使用二胺成分为包含1,9-壬二胺和2-甲基-l,8-辛二胺、且1,9-壬二胺和2-甲基-l, 8-辛二胺的摩尔比为 6: 94 ~ 99: 1的混合物,可以得到高分子量、熔点和热分解温度之差大、 熔融成形性优异,并且不损害在直链聚草酰胺树脂所具有的低吸水性、 与现有的聚酰胺树脂相比较耐药品性以及耐水解性等优异的聚酰胺树 脂,从而完成本专利技术。本专利技术的聚酰胺树脂可以通过熔融聚合而高分子量化,可成形温 度范围为90。C以上这样宽,熔融成形性优异,并且低吸水性、耐药品 性、耐水解性也优异,可以广泛地用作产业资材、工业材料、家庭用 品等的成形材料。具体实施例方式(1) 聚酰胺树脂的构成成分本专利技术的聚酰胺是二羧酸成分为草酸、二胺成分为包含l,9-壬二 胺和2-曱基-1, 8-辛二胺、且1, 9-壬二胺和2-甲基-l, 8-辛二胺的摩 尔比为6: 94 ~ 99:1的二胺混合物的聚酰胺树脂。作为本专利技术的聚酰胺的制造中使用的草酸源,可使用草酸二酯, 这些草酸二酯只要是具有与氨基的反应性的草酸二酯就没有特别限 定,可以列举草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正(或异)丙酯、草 酸二正(或异或叔)丁酯等脂肪族1元醇的草酸二酯,草酸二环己酯等 脂环式醇的草酸二酯,草酸二苯酯等芳香族醇的草酸二酯等。上述的草酸二酯中,优选碳原子数超过3的脂肪族1元醇的草酸 二酯、脂环式醇的草酸二酯、芳香族醇的草酸二酯,其中,特别优选 草酸二丁酯和草酸二苯酯。作为二胺成分,使用1, 9-壬二胺和2-甲基-l, 8-辛二胺的混合物。 并且,1,9-壬二胺成分和2-曱基-1,8-辛二胺成分的摩尔比为6:94~ 99:1摩尔%,优选为6:94~90:10摩尔%,更优选为60:40 ~95:5摩尔 %,进一步优选为70: 30 ~90: 10摩尔%。通过将1, 9-壬二胺和2-甲基 -l,8-辛二胺以上述特定量进行共聚,可以得到可成形温度范围宽、熔 融成形性优异,且低吸水性、耐药品性、耐水解性等也优异的聚酰胺。(2) 聚酰胺树脂的制造本专利技术的聚酰胺树脂可以使用已知的任意的方法作为制造聚酰胺 的方法来进行制造。根据本专利技术人等的研究,可以通过使二胺以及草 酸二酯以分批式或连续式进行缩聚反应而得到。具体来讲,优选按照 如以下的操作所示的、(i)前缩聚工序、(ii)后缩聚工序的顺序来进行。(i)前缩聚工序首先,将反应器内进行氮气置换后,将二胺(二 胺成分)和草酸二酯(草酸源)混合。混合时也可以使用二胺和草酸二酯均可溶的溶剂。作为二胺成分和草酸源均可溶的溶剂,没有特别限定, 可以使用甲苯、二甲苯、三氯苯、苯酚、三氟乙醇等,可以特别优选使用甲苯。例如,将溶解有二胺的甲苯溶液加热至5ox:后,向其中加 入草酸二酯。这时,草酸二酯和上述二胺的进料量之比,以草酸二酯/上述二胺计为0. 8~1. 5(摩尔比),优选为0. 91~1. l(摩尔比),更优 选为0. 99~1. Ol(摩尔比)。对这样进料了的反应器内进行搅拌和/或氮气鼓泡,同时,在常压 下升温。反应温度,优选将最终到达温度控制在80 150TC、优选100~ 140匸的范围。在最终到达温度的反应时间为3小时 6小时。(ii)后缩聚工序为了进一步谋求高分子量化,将前缩聚工序中 生成的聚合物于常压下在反应器内緩慢升温。升温过程中,温度从前 缩聚工序的最终到达温度、即80~ 150X:最终到达为2201C以上、300 。C以下,优选230X:以上、280"C以下,更优选为240X:以上、270X:以 下的温度范围。优选进行包含升温时间在内保持为1~8小时、优选为 2~6小时而进行反应。而且在后聚合工序中,也可以根据需要进行在 减压下的聚合。进行减压聚合时,优选最终到达压力不足0. lMPa 13. 3Pa。(3)聚酰胺树脂的性状和物性由本专利技术得到的聚酰胺树脂的分子量没有特别限定,使用聚酰胺 树脂浓度为1. Og/dl的96%浓硫酸溶液,在25"C下测定的相对粘度n r 在1.8~6. O的范围内,优选为2. 0~5.5,特别优选为2. 5~4.5。 n r 低于1.8时,成形物变脆,物性降低。另一方面,nr高于6. 0时, 熔融粘度变高,成形加工性变差。本专利技术的聚酰胺树脂通过使用草酸作为羧酸成分、使用1,9-壬二 胺和2-甲基-1, 8-辛二胺作为二胺成分进行共聚,与由草酸和1, 9-壬 二胺形成的聚酰胺相比,可以使上述相对粘度增加、即使分子量增加。 另外,作为实质上的热分解的指标的用1%重量减少温度(以下简称为 Td)和熔点(以下简称为Tm)的差(Td-Tm)表示的可成形温度范围,与由本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚酰胺树脂,其包含二羧酸成分和二胺成分,所述二羧酸成分为草酸,所述二胺成分包含1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺、且1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺的摩尔比为6∶94~99∶1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:奥下洋司仓知幸一郎下川雅人田中章一
申请(专利权)人:宇部兴产株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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