[发明专利]一种共聚透明尼龙及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机高分子化合物合成领域，具体涉及一种共聚透明尼龙及其合成方法。

背景技术

透明尼龙(Transparent Nylon)是一类具有非晶态结构或微晶结构的特种聚酰胺，产品的透光率在85-95％之间，并且比常规的透明材料如聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA等具有更高的机械强度、热稳定性、优异的耐腐蚀性、耐刮伤性和耐应力龟裂性等，符合更苛刻的高性能透明领域的应用要求。透明尼龙的应用领域非常广泛，如在电器设备或医学领域的光学透镜、光学精密仪器、透明滤杯、车用油杯、符合FDA要求的奶瓶、以及太阳眼镜、光学眼镜的镜框、脚套等眼镜行业、工业上用于安全防护罩、仪器仪表窗及食品包装材料等。

透明尼龙首先是由西德Dynamit Nobel公司研制成功，商品名为Trogamid-T系列，后被德国赢创集团收购。目前透明尼龙的主要生产企业为德国赢创集团、瑞士EMS和法国的阿科玛集团公司等，我国透明尼龙的市场需求量每年约在1万吨，绝大多数仍需要进口。国内企业和研究机构对透明尼龙也进行了相关的研究，并取得了一定的成果，如中国专利CN105949456A公开了一种利用环状结构二胺和二元酸合成透明尼龙的方法，该透明尼龙结晶度低，具有较高的透明度和热变形温度。中国专利CN105330843A公开了一种利用芳香族二元酸单体、脂肪族二元酸单体、脂肪族二元胺单体以及透明剂等助剂合成了半芳香族透明尼龙。中国专利CN105367785A公开了一种利用支链烷基二胺单元和草酸二酯单元合成透明尼龙的方法，该尼龙具有优异的透明度、强度高、易加工等性能。

在某些特殊应用领域，透明尼龙需要较高的机械强度、优异的耐弯折性和耐化学腐蚀性，尤其在工业领域和眼镜行业方面的应用。为了更好的解决以上技术问题，本发明提供了一种共聚透明尼龙及其合成方法，通过引入尼龙单体内酰胺、脂环族二元胺、更长碳链二元酸DC13～DC16和环己烷二元酸共聚来制备具有高机械强度和优良耐弯折性能的高透明尼龙树脂。

发明内容

本发明的范围只由权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。

本发明的目的是提供一种具有高机械强度和优良耐弯折性能的高透明尼龙树脂。为了解决现有透明尼龙韧性差不耐折，外力作用下易发生龟裂等问题，本发明通过引入尼龙单体内酰胺与脂环族二元胺和长链二元酸进行共聚，长链二元酸选取比常规的DC10和DC12具有更长碳链结构的DC13～DC16来提供更优异的柔韧度。用环己烷二元酸替代芳香族二元酸来确保刚性强度结构、减少共轭生色基团和改善分子链结晶性。为达上述技术目标，本发明采用以下具体方案：

其中原料包括内酰胺、脂环族二元胺、长碳链二元酸和环己烷二元酸等，反应按一定的摩尔比进行，以及占所述二元胺和二元酸质量比100～150％的去离子水、0.1％～0.3％的紫外线吸收剂、0.05％～0.15％的抗氧剂和0.5％～2.0％的分子量调节剂。

进一步地，脂肪族二元胺、二元酸、内酰胺的摩尔比为1:1：0.13～0.45；二元酸由长碳链二元酸与环己烷二元酸混合组成，长碳链二元酸与环己烷二元酸的摩尔比为9:1～6:4。

进一步地，内酰胺为己内酰胺或十二内酰胺的一种或混合物。

进一步地，脂环族二元胺为4,4-二氨基二环己基甲烷(PACM)、3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷(DMDC)、异佛尔酮二胺(IPDA)中的一种或多种混合物。

进一步地，长碳链二元酸为十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸和十六碳二元酸中的一种或多种混合物。

进一步地，环己烷二元酸为1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸中的一种或混合物。

进一步地，紫外线吸收剂为UV-327、UV-531、UV-9、UV-P中的一种或多种混合物。

进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168中的一种或多种混合物。

进一步地，分子量调节剂为冰醋酸、苯甲酸、1,4-环己烷二甲酸中的一种或多种混合物。

本发明提供一种共聚透明尼龙及其合成方法，其中包括以下合成步骤：

1)将脂环族二元胺和二元羧酸、去离子水按照一定的比例加入到成盐釜中，开启搅拌，缓慢加热至70℃-100℃进行中和反应成盐，测试盐溶液的PH值，pH值的范围为7.6-7.8。