一种支链尼龙树脂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种支链尼龙树脂的制备方法，其特征在于采用磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯和氨基酸中的任意一种或其混合物作为己内酰胺开环的催化剂，有效地提高己内酰胺开环聚合速度。与己内酰胺水解开环聚合比较。本发明专利技术提供的制备方法反应速度快、聚合温度低，生产周期短等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物制备领域，尤其涉及一种支链尼龙树脂的制备方法。
技术介绍
聚酰胺纤维俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），密度1.15g/cm3;，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组专利技术的。尼龙，是聚酰胺纤维（锦纶）的一种说法，可制成长纤或短纤。近年来，随着汽车、电子和机械等行业的设备部件向轻量化和小型化发展的趋势，开发高流动可快速成型的尼龙材料成为新品开发的热点。在申请号为201110233490.6的中国专利中描述了一种支链尼龙树脂的合成制备方法。该制备方法在尼龙分子中引入枝链结构，使得支链尼龙在力学性能基本保持不变的前提下，熔体流动性和冲击强度较线性尼龙有成倍的提高，有效解决了线性尼龙流动性不好的问题。此专利采用水作引发剂，聚合时间较长，反应温度高，聚合压力高，能耗大，从而使支链尼龙合成成本高，限制了支链尼龙的工业化生产和应用推广。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种反应速度快、聚合温度低、生产周期短、物耗能耗低的支链尼龙树脂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种支链尼龙树脂的制备方法，包括：将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200-260℃下进行开环反应后得到支链尼龙。优选的，所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、和氨基酸的一种或几种的混合物。所述枝化改性剂为端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亚胺化合物和端氨基聚醚/聚乙烯亚胺混合化合物中的任意一种。优选的，所述磷酸酯通式为：R3PO4，其中R为氢，碳原子个数为1-18的烷基或I式所式的苯基R1为氢或碳原子个数为1~10的烷基。优选的，所述氨基酸具有式II所示结构其中R2为碳原子个数为6~12的烷基。优选的，所述催化剂添加量为内酰胺单体摩尔含量的0.1~5%。优选的，所述枝化剂添加量为内酰胺单体摩尔含量的1.0~5%。优选的，反应温度为200-260℃，反应压力为常压，反应时间为8-10小时。本专利技术提供了一种支链尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：a）将内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到第一混合物；所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、氨基酸中的任意一种；b）将所述第一混合物升温至200~260℃，内酰胺单体进行开环反应后得到第二混合物；c）将所述第二混合物进行缩合聚合反应，得到支链尼龙树脂。本专利技术通过采用新型复合催化剂，降低开环反应活化能、加快开环反应速率，能快速高效的制备出高流动性和韧性佳的支链尼龙树脂。与现有支链尼龙合成工艺技术相比，本专利技术的优点是聚合温度低，生产周期短，工艺成本低，生产效率高，物耗、能耗低，聚合压力小的特点。具体实施方式本专利技术提供一种催化法制备枝链尼龙6的方法，其关键在于采用磷酸酯类、氨基酸类或此两类中的混合物作为己内酸胺开环反应的催化剂。本专利技术提供了一种支链尼龙的制备方法，包括以下步骤：将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200-260℃下进行开环反应后得到支链尼龙。具体为：a）将内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物；所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯和氨基酸中的任意一种；b）将所述混合物升温至200~260℃，内酰胺单体进行开环反应后得到己内酰胺低聚体；c）将所述己内酰胺低聚体进行缩合聚合反应，得到支链尼龙树脂。由于本专利技术制备的是支链尼龙，所以使用的单体和催化剂需要特殊的选择，尤其是催化剂，能够有效的降低聚合温度，缩短聚合时间，所以使用合适的催化剂是本专利技术的关键所在。按照本专利技术，所述催化剂为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、氨基酸中的任意一种；优选为磷酸酯、亚磷酸酯或磷酸的水溶液。其中所述磷酸酯所述磷酸酯通式为：R3PO4，R为氢、碳原子个数为1~18的烷基或式I所示的苯基：R1为氢或碳原子个数为1~10的烷基。按照本专利技术，所述氨基酸具有式II所示结构其中R2为碳原子个数为6~12的烷基。按照本专利技术，所述改性剂是通过在聚合过程中在所述聚酰胺分子链上连接改性基团，从而实现聚酰胺分子的官能化，由于本专利技术使用的单体为己内酰胺单体，改性剂优选为端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亚胺化合物和端氨基聚醚/聚乙烯亚胺混合物中的一种或几种按照本专利技术，所述催化剂占内酰胺单体摩尔含量的0.5~5%，更优选为0.5-1.0%。改性剂化合物占内酰胺单体摩尔含量的1.0%~10%，更优选为6.0~8%。按照本专利技术所述内酰胺单体有选为己内酰胺、庚内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺中的任意一种。更优选为己内酰胺、庚内酰胺。为了进一步的增加支链尼龙树脂的产率和缩短制备时间，所述步骤b）具体为：b1）将所聚合单体、改性剂、催化剂依次加入反应釜内，关紧加料盖，接通聚合釜夹套冷却水，用高纯氮气充压使釜内压力为0.2Mpa~0.5Mpa，打开卸压阀抽真空，使釜压降至-0.03Mpa~-0.05Mpa，如此操作数次，最后通高纯氮气至常压，再关紧排气阀；b2）将所述反应釜加热，当温度达到80℃左右时，开启搅拌，搅拌速率控制在60rpm~240rpm之间，升温至200~260℃，己内酰胺单体进行开环反应，反应时间为1.0-4小时后，步骤c）具体为：进入真空聚合，真空为-0.02-0.08Mpa,温度：250-280℃,时间为2-4小时，再进入反应平衡，化合物温度为260-280℃，时间为1.0-2.0小时。即可结束聚合，出料切拉、萃取、干燥、包装。下面结合实例详细说明本专利技术，但本专利技术并不只局限于以下实例。本专利技术中，所选开环催化剂可以是磷酸、氨基己酸或混合氨基酸。氨基己酸与磷酸酯混合使用。具体实施步骤：1、将己内酰胺、催化剂、枝化改性剂按前述比例加入聚合釜，加热熔融。并升温到230℃2、当温度升至230℃时，开始搅拌。3、当反应温度至240℃时，注意控制温度（240℃-260℃），反应时间约为5小时。4、反应5小时后，开始抽真空。真空度控制在0.06MPa以上，在真空下连续反应2-4小时。5、平衡一定时间如1-2小时后，出料切粒，并制样检测各种性能。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支链尼龙树脂的制备方法，其特征在于，包括：将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200？260℃下进行开环反应后得到支链尼龙。

【技术特征摘要】
1.一种支链尼龙树脂的制备方法，其特征在于，包括：
将己内酰胺单体、催化剂和改性剂混合得到混合物并在200-260
℃下进行开环反应后得到支链尼龙。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂
为磷酸、磷酸酯、亚磷酸酯、和氨基酸的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述枝化改
性剂为端氨基聚醚化合物、端羧基聚醚化合物、聚乙烯亚胺化合物和
端氨基聚醚/聚乙烯亚胺混合化合物中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸酯
通式为：R3PO4，
其中R为氢，碳原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凯桓，胡天辉，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：