[发明专利]二胺/二酸盐的水溶液的生产

说明书

本发明涉及一种生产用于制造聚酰胺的二胺和二酸的盐的水溶液的方法。

本发明涉及一种生产用于制造聚酰胺的二胺和二酸的盐的水溶液的方法。

更具体地，本发明涉及一种用于制造己二酸己二铵盐(也称为尼龙盐或N-盐)的浓缩溶液的方法，该己二酸己二铵盐用作用于制造聚酰胺、更确切地PA66的起始材料。

为了获得高分子量的包含二酸和二胺单体的聚酰胺，通常使用通过二胺分子与二酸分子之间的反应形成的盐的水溶液。水溶液的主要规格之一是二胺与二酸分子之间的摩尔平衡。摩尔比控制所需的精确度必须处于1E-4的数量级，以便提供具有高分子量和满足用于特殊应用(如纺织品纱线)的规格的端基浓度的聚合物。

然后加热此溶液，以便首先蒸发掉水并且然后以便经由缩合机理引发聚合，以便获得包含酰胺官能团的大分子链。

盐溶液通常含有化学计算量的二酸和二胺。尼龙盐的按重量计浓度总体上是在50％与70％之间。在使用之前，在适当情况下通常将此溶液储存并任选地运输到聚合设施中。

为了避免沉淀或结晶问题，尼龙盐在大气压下的最大容许浓度处于按重量计约70％。在此浓度以上，为了防止任何沉淀或结晶，有必要在高于大气压的压力下，将溶液在110℃与170℃之间的温度下加热。这些温度和压力范围不易与储存和运输兼容。

已经提出了用于制造尼龙盐溶液的若干方法。这些方法通常包括将己二酸添加到六亚甲基二胺和水中，同时排出由中和反应产生的热量。

US 2010/0168375 A1描述了一种用于通过以下方式制造通过混合二酸和二胺获得的二胺和二羧酸的盐的水溶液的方法，首先在第一反应器中生产二胺和二酸的不平衡的水溶液(其中二酸/二胺摩尔比范围是从1.5至5并且溶解的物种在水中的浓度范围是按重量计从40％至75％)，将如此获得的水溶液转移至第二反应器中，并将包含二胺的流进料至该第二反应器中以便获得范围从0.9至1.1的二酸/二胺摩尔比。在第一步骤中，二酸可以是以粉末形式或以水性悬浮液的形式添加。在调节二酸/二胺摩尔比的最终步骤中，此摩尔比经由溶液的pH测量来控制。

美国专利号6,696,544建议通过光谱法控制在用于制造聚酰胺的方法中的二酸/二胺比率。在优选的实施例中，二酸/二胺比率是由近红外光谱分析确定的。

美国专利号5,213,668披露了一种用于监测并控制例如在用于制造聚酰胺的方法中的升高的温度下的工艺流中的离子浓度、尤其是氢离子浓度(投料氢离子相当于pH测量)的方法和装置。

本发明的诸位发明人已经发现，在方法步骤中精确计量二酸和二胺可能是困难的。胺与羧酸官能团之间的反应产生热量，导致在接近溶液的沸点的温度下运行方法的问题。此外，从生产率的角度来看，反应必须在高浓度的有机内容物(二酸和二胺)下以大体积进行，以便限制在方法的另外的步骤中有待蒸发的水量。此外，此有机内容物可以包含摩尔过量的二酸。

这使得通过已知技术如pH值测量或近红外光谱分析来精确测量二酸/二胺摩尔比更困难。

特别地，众所周知的是电位法如pH测量受高操作温度和高的盐溶液的有机含量影响(参见附图2)。

此外，为了避免在方法的另外阶段必须被蒸发掉的大量的水，有利的是以粉末形式或水性悬浮液的形式来进料酸。然而，固体二酸颗粒的存在也不利地影响通过已知分析方法测量二酸/二胺比率的精确度。特别地，由于粒径和取向，固体含量可以修改使用光谱法(如近红外)读取的信号。

本发明的目的之一是提供一种用于制备尼龙盐的溶液的方法，其中该溶液中的二酸/二胺摩尔比可以在整个方法步骤中容易且精确地测量，特别是当单体之一以摩尔过量添加到另一种中，特别是以粉末或悬浮液的形式时，和/或当该方法在高温下进行时。