[发明专利]透明聚酰胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明聚酰胺，单体原料包括：长链二元酸或混合长链二元酸：100份，戊二胺：20～70份，含有脂环的二胺：80～30份；长链二元酸的分子式为：HOOC‑R1‑COOH；R1包括：(CH2)n，n＝7、9、11、13或15；含有脂环的二胺包括：3,3‑二甲基‑4,4‑二氨基二环己基甲烷(MACM)、4,4'‑二氨双环己基甲烷(PACM)和2,2‑双(4‑氨基环己烷)丙烷(PACP)中的一种或者多种。本发明的透明聚酰胺具有合适的氢键密度以及较低的结晶程度，从而达到较好的韧性以及更好的透明度。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种含有奇数碳长链二元酸的透明聚酰胺及其制备方法。

背景技术

聚酰胺具有优异的机械性能和成型性能，广泛应用于汽车零部件、电器电子设备的零件的加工。然而普通聚酰胺由于分子链排列规整，透明性较差，在特殊领域，很难发挥作用。

传统的透明塑料在实际使用过程中，不能完全满足特定使用场景的要求，比如市场上主要的透明塑料PC(聚碳酸酯)以及PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)存在小分子残留、耐化学腐蚀性差、耐磨性不好等问题。

现有技术中，透明聚酰胺的合成主要以偶数碳的二元酸为主，如EMS公司的TR55和TR90牌号的透明聚酰胺，所用二元酸均为C12二元酸，Arkema公司的G350和G830牌号的聚酰胺分别用C14和C10二元酸，Bayer公司的T40牌号的聚酰胺和BASF的KR4601牌号的聚酰胺所用均为C6二元酸；所用胺类单体除了含有侧基的环状脂类胺外，基本为偶数碳的己二胺或者对苯二胺。根据聚酰胺的结构，偶数二元酸及二元胺可以保证较多的氢键的形成，即形成较大的分子间氢键密度，但是随之而来的会造成材料韧性、触感、尺寸在一些特定使用领域难以达到要求。

发明内容

为解决现有技术中透明聚酰胺的不足，本发明的提供一种新的透明聚酰胺，本发明的透明聚酰胺具有合适的氢键密度以及较低的结晶程度，从而达到较好的韧性以及更好的透明度。

本发明的目的之一，提供一种透明聚酰胺，制备所述透明聚酰胺的单体原料包括：

长链二元酸或混合长链二元酸：100份，

戊二胺：20～70份，

含有脂环的二胺：80～30份；所述份数为摩尔份数；

其中，所述长链二元酸的分子式为：HOOC-R1-COOH；R1包括：(CH2)n，n＝7、9、11、13或15；

所述含有脂环的二胺包括：3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷(MACM)、4,4'-二氨双环己基甲烷(PACM)和2,2-双(4-氨基环己烷)丙烷(PACP)中的一种或者多种。

本发明的一个优选的技术方案，所述戊二胺、含有脂环的二胺和长链二元酸或混合长链二元酸的摩尔份数优选(30-60)：(70-40)：100。

本发明的一个优选的技术方案，所述戊二胺和含有脂环的二胺的摩尔数之和，与长链二元酸或混合长链二元酸的摩尔数之比为：(1-1.05)：1。

发明人经过大量研究发现：对于透明聚酰胺的制备，可以从以下几个思路进行。首先聚酰胺分子中含有很多的极性酰胺基，很容易形成氢键从而使结晶能力提高，因此需要在聚合过程中降低结晶度，得到非结晶的透明聚酰胺。其次聚酰胺在结晶过程中会生成球晶结构，当球晶结构生长至直径超过可见光波长时，可见光便不能穿过晶体，导致不透明，因此需要采取措施将聚酰胺的晶区尺寸减小至低于可见光波长范围。在本案中，戊二胺和奇数碳长链二元酸由于其平面结构氨基和羰基分布不规则，会进一步将低结晶规整性，从而获得较好的透明效果。

本发明的目的之二，透明聚酰胺的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将以下原料单体混合，制备聚酰胺盐溶液：