[发明专利]聚合聚酰胺的环状低聚物的方法

说明书

公开了使用包含至少一种内酰胺和环状低聚物的反应物物流制备高分子量聚酰胺聚合物，例如6/66共聚物的方法。使所述物流与至少一种二胺在升高的温度下反应以使环状低聚物开环以制备由胺基封端的酰胺预聚物。然后使所述预聚物与至少一种二酸在升高的温度下反应以形成聚酰胺6/66共聚物。可以在由单体，例如己内酰胺、六亚甲基二胺和己二酸制备聚酰胺聚合物的标准聚合期间作为副产物形成所述环状低聚物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月1日提交的标题为聚合聚酰胺的环状低聚物的方法的美国临时专利申请序列62/539,735在Title 35, U.S.C. §119(e)下的权益，该申请的全部公开内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本公开涉及聚酰胺共聚物的制备，并特别涉及制备聚酰胺共聚物的方法，其中通常在聚酰胺聚合物的制备中作为不期望的副产物形成的类型的环状低聚物用作该方法中的反应物原料以制备高分子量聚合物。

背景技术

聚酰胺（PA）由于其优异的物理特性是商业上重要的聚合物并用于例如包装膜、织物纤维和模制产品的应用中。两种主要的聚酰胺均聚物，即聚酰胺6（PA 6）和聚酰胺66（PA66）分别通过己内酰胺的水解开环聚合和通过六亚甲基二胺和己二酸的缩聚产生。

另外，聚酰胺6/66（PA 6/66）共聚物最近已商业化并有利地具有比PA 6和PA 66共聚物更低的结晶度和改进的膜透明度。

己内酰胺的环状低聚物类似物，例如环状二聚体和更高级类似物（C3-C9）例如是在PA 6和PA 6/66共聚物的制备期间形成的不希望的副产物。在单体聚合后，通过浸提方法，例如通常使用热水除去环状低聚物，因为环状低聚物通常对聚合物的最终用途性质有害。从浸提方法提取和浓缩的环状低聚物具有极少的合意用途并通常作为废料丢弃。用于由纯己内酰胺制备聚酰胺6聚合物的水解聚合途径通常在将主要部分的己内酰胺转化成高分子量聚合物方面不够有效。

需要用于由环状低聚物残留物制备聚酰胺，特别是PA 6共聚物的方法，其相对于现有方法改进。

发明内容

本公开提供使用包含至少一种内酰胺和环状低聚物的反应物物流制备高分子量聚酰胺聚合物，例如6/66共聚物的方法。该物流与至少一种二胺在升高的温度下反应以使环状低聚物开环以产生用胺基封端的酰胺预聚物。然后该预聚物与至少一种二酸在升高的温度下反应以形成聚酰胺6/66共聚物。环状低聚物可以作为由单体，例如己内酰胺、六亚甲基二胺和己二酸制备聚酰胺聚合物的标准聚合期间的副产物形成。

在本公开的一种形式中，本公开提供制备聚酰胺6/66共聚物的方法，其包括以下步骤：提供包含至少一种内酰胺和环状低聚物的反应物物流；使该反应物物流与至少一种二胺反应以使该至少一种内酰胺和环状低聚物开环以产生酰胺预聚物，该酰胺预聚物包含胺端基；随后使该酰胺预聚物与至少一种二酸反应以形成聚酰胺6/66共聚物。

在提供的步骤中，反应物物流可以包含基于反应物物流的总重量的至少10重量%的环状低聚物。

在第一反应步骤中，可以使用基于反应物物流的总重量的0.5至20重量%的至少一种二胺。在第二反应步骤中，可以使用相对于第一反应步骤中使用的二胺的量为1：1摩尔比的形式的化学计量量的至少一种二酸。在第二反应步骤中，二酸与第一反应步骤中使用的二胺之比可以为0.8：1至1.2：1。

环状低聚物可以包含己内酰胺二聚体和C3-C9类似物。该至少一种内酰胺可以包括己内酰胺。该至少一种二胺可以包括六亚甲基二胺。该至少一种二酸可以包括己二酸。

第一反应步骤可以在220℃至280℃的升高的温度下进行。第二反应步骤可以在220℃至280℃的升高的温度下进行。