[发明专利]一种半芳香族透明聚酰胺材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种半芳香族透明聚酰胺材料，同时还涉及该聚酰胺材料的制备方法。

背景技术

透明聚酰胺除了透明性优异外，还具有许多优异的性能，诸如：热稳定性好、机械强度高、电绝缘性好、耐磨、耐化学腐蚀、线膨胀系数小、成型收缩率低、尺寸稳定性好、易加工成型、无毒、无臭、防护性能和表面性能优越等，因此在精密光学仪器、计量仪表、医药化工的包装材料、眼镜框架、高档体育器材和汽车零部件等领域均有广泛应用。

目前，关于透明聚酰胺的研究有很多，例如：

专利US6943231用4,4’-二氨基-环己基甲烷（PACM）与4,4’二氨基-3,3’-二甲基-二环己基甲烷（MACM）的混合物与脂肪族二羧酸反应制得了具有优异透明性、耐化学性和高持久疲劳强度的透明聚酰胺。

专利CN1092087A用含有至少7个碳原子的脂族单元、间苯二甲酸和对苯二甲酸(后者为主)以及环脂二胺制得半结晶聚酰胺。

专利CN103073717A公开了以对苯二甲酸和2,2,4一三甲基己二胺(TMD)、11一氨基十一酸、成核剂和去离子水为原料生产的长碳链半芳香族透明聚酰胺，其熔融温度低于260℃，断裂伸长率大于120%，透光率大于90%。

专利CN101372531A以国产廉价的二聚酸、芳香族二元酸和脂肪族直链二元胺为原料，熔融缩聚得到一种共聚酰胺，透光率达90%以上，同时具有较高的耐热性能和成型加工性能。

以上专利所述聚酰胺的透明原理均是由于大分子链中复杂侧基或苯环的存在破坏了大分子链的规整性，导致聚酰胺不结晶或微晶，从而透明。但原料皆为含有多侧链或环状结构的二酸或二胺，原料生产工艺复杂、价格较高，致使透明聚酰胺成本较高。专利CN101372531A虽介绍了一种利用国产廉价原料制备透明聚酰胺的方法，但其热性能及材料断裂伸长率难以满足一些场合的需要。此外，上述透明聚酰胺普遍具有较好的刚性，但韧性却难以满足一些产业需要。实际上，现有韧性好的聚酰胺通常刚性较差，而力学性能优异的大多价格则较贵或透明性不理想。

目前，高性能透明聚酰胺的制备技术大多掌握在国外同行手中。因此，若能以国内已产业化的相对廉价的单体作为原料，开发合成一系列能够满足各种场合需求的高性能透明聚酰胺势必具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种综合性能良好的半芳香族透明聚酰胺材料以及该聚酰胺材料的制备方法。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种半芳香族透明聚酰胺材料，由半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐的无规共聚物和必要的助剂组成，其特性粘数为1.0～2.2dl/g，结晶度小于15%；所述半芳香族酰胺盐选自酰胺9T盐（对苯二甲酰壬二胺盐）、酰胺9I盐（间苯二甲酰壬二胺盐）、酰胺10T盐（对苯二甲酰癸二胺盐）或酰胺10I盐（间苯二甲酰癸二胺盐），脂肪族酰胺盐选自酰胺610盐或酰胺1010盐。

所述半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐质量比为3:7～8:2。

所述助剂包括成核剂，成核剂选自NP-508、NP-509或KM-1300，添加量为半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐总量的0.01～0.45wt%。

所述助剂包括抗氧化剂，抗氧化剂选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、硫代二丙酸双酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯、磷酸钠或次亚磷酸钠，添加量为半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐总量的0.1～1wt%。

所述助剂包括增白剂，增白剂选自4,4-双(5甲基-2-苯并恶唑基)二苯乙烯、1,2-双（5-甲基-2-苯并恶唑）乙烯或3-（4-氯苯基）-1-（4-苯基磺酸），添加量为半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐总量的0.01～0.09wt%。

所述半芳香族透明聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：将半芳香族酰胺盐、脂肪族酰胺盐以及助剂加入聚合釜中，添加半芳香族酰胺盐与脂肪族酰胺盐总质量0.3～1.0倍的水，在保护气体氛围下，1～2h内先搅拌升温至160℃～210℃、恒温预聚合1h～3h，然后加热升温至240℃～300℃、升压至1MPa～3MPa，保压反应1h～3h，之后在1h～4h内缓慢放气至常压，继续恒温搅拌1h～4h，反应结束、出料。

所述制备方法中，保护气体为氮气或二氧化碳。