[发明专利]一种高流动性星形聚酰胺组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物材料科学技术领域，具体涉及一种高流动性星形聚酰胺的制备方法以及包含星形聚酰胺和含有与该聚酰胺反应的官能团的抗冲改性剂的组合物。

背景技术

星形聚合物是近年来高分子材料领域的研究热点之一，聚合物以分子中一个对称中心为中心，以放射形式联接三条以上分子链，其分子链称为臂。星形聚酰胺分子量即使很高，仍有很低的熔体黏度，所以在工程应用方面具有明显优势。星形聚酰胺材料具备出色的加工特性，在成型加工时可以采用更低的加工温度或者加工压力。出色的流动性使得大尺寸和形状复杂的部件，以及那些带有薄壁和加强筋的部件都从中受益。出色的流动性还能减少模垢和模具磨损现象，从而降低模具维护成本，延长其使用寿命。因此，优异的加工性能，使得星形聚酰胺具有非常广泛的应用领域。

星形聚酰胺的聚合方法有阴离子聚合和活性阳离子聚合法，但是离子聚合的反应条件太过于苛刻，使用的单体范围小，所以在工业中较少应用。Warakomski，Chem.Marter.1992，4，1000-1004(1992)中描述了由胺基引发支链的星形聚酰胺的例子。但是用Flory羧酸核心分子，在使用的后聚合温度下不久就要发生分子分解和交联，直链聚酰胺的比例增加，并且形成的支链数目难以控制。

本发明提供了一种合成星形聚酰胺的聚合方法，具有合成工艺简单，容易控制聚合度以及臂数，且原料来源广泛，得到的聚合物具有优异的流动性等优点。

此外，对于聚酰胺热塑性材料来说，可以通过加入控制在一定范围内的化合物来进行改性，从而增强材料的机械性能。本发明选择加入与该聚酰胺反应的官能团的抗冲改性剂进行改性，从而增强机械性能，并能保持材料的良好的流行性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种星形聚酰胺组合物。

本发明的另一目的是提供一种通过水解聚合一步合成星形聚酰胺的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高流动性星形聚酰胺组合物，由包括单体、引发剂、催化剂、水、第一抗冲改性材料及第二抗冲改性材料制到，其中引发剂摩尔数为单体摩尔数的0.1～30％，催化剂摩尔数为单体摩尔数的0.5～10％，水的质量为单体质量的5～50％，第一抗冲改性材料在组合物中质量比例为0.1～30％，第二抗冲改性材料在组合物中质量比例是0.1～30％。

所述的单体为官能团可以自缩聚、并与引发剂上所带官能团缩聚的单体，包括内酰胺类单体、同时带氨基和羧基的酰胺单体或胺类单体和酸类单体的等摩尔混合单体。

所述的内酰胺单体为内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、十二内酰胺、月桂基内酰胺或ω-氨基酸；所述的同时带氨基和羧基的酰胺单体为氨基乙酸或氨基十一酸；所述的胺类单体和酸类单体的等摩尔混合单体为己二胺、葵二酸或己二酸。

所述的引发剂为含有多个能与氨基或羧基反应的官能团的单体或者低聚物，选自均苯三甲酸、均苯四甲酸酐、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1，3-丙二胺四乙酸或二亚乙基三胺五乙酸。

所述的催化剂为浓度为50wt％的无机酸或单体摩尔数为0.5～20％的氨基己酸，所述的无机酸为磷酸、次磷酸或硫酸。

所述的水选自去离子水或蒸馏水，在该反应中起到催化导热介质的作用。

所述的第一抗冲改性材料为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙丙橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯丁烯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶、丁二烯丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯橡胶、丁二烯丙烯腈橡胶、乙烯丙烯酸、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种的混合。

所述的第二抗冲改性材料为包含与聚酰胺接枝或共聚反应的官能团基体，该官能团基体选自羧酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧基、缩水甘油酯、马来酸酐或马来酰亚胺中的一种或几种。

高流动性星形聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将单体、引发剂、催化剂以及水放入高压反应釜中，密闭后，通过置换法，至少2～5次置换将反应釜内的氧气；

(2)开动搅拌装置，转速控制为10～40转/分，然后升温到所得聚合物熔点以上20～60℃，反应1～12小时后，泄压至常压，泄压时间为0.5～2小时，常压下反应1～8小时，进行抽真空保持10-4MPa下2～50分钟，最后充入氮气，反应釜内压力为1～3MPa下，将物料挤出，通过冷却水干燥，切粒，然后将粒料进行沸水中萃取10～48小时；