[发明专利]使用封端剂的聚酰胺的制备方法及由此制备的聚酰胺

说明书

本发明提供一种使用封端剂的聚酰胺的制备方法及由此制备的聚酰胺，该方法作为不使用溶剂作为催化剂的环保型工艺方法，通过使用抑制副反应的封端剂，与现有的聚合方法相比，能够在低温、较短的聚合反应时间内，以高转化率聚合分子量均匀的高分子。

技术领域

本发明涉及使用封端剂的聚酰胺的制备方法及由此制备的聚酰胺，更详细涉及一种作为不使用溶剂作为催化剂的环保型工艺方法，通过使用抑制副反应的封端剂，与现有的聚合方法相比，能够在低温、较短的聚合反应时间内，以高转化率聚合分子量均匀的高分子的使用封端剂的聚酰胺的制备方法及由此制备的聚酰胺。

背景技术

聚酰胺树脂是通过酰胺(-NHCO-)键键合的直链型高分子，由于韧性强，并具有优异的耐摩擦、耐磨损、耐油、耐溶解性等物性，易于熔融成型，所以广泛用作服装材料、工业材料用纤维、工程塑料等。根据分子结构，聚酰胺可分为脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺、脂环族聚酰胺，其中，脂肪族聚酰胺又称为尼龙(Nylon)，芳香族聚酰胺又称为芳纶(Aramid)。

这些聚酰胺通过多种聚合方法来制备，可粗分为：如尼龙6通过内酰胺的开环聚合而成；如尼龙6,6、尼龙6,10以及尼龙4,6通过二胺与二元酸的缩聚而成；如尼龙11及尼龙12通过氨基羧酸的缩聚而成。此外，工业上生产己内酰胺与6,10-尼龙盐(六亚甲基二胺与癸二酸盐)的共缩聚物等所谓的共聚尼龙，并且，正在对分子中包含侧链、羟基等官能团、芳环和杂环的各种聚酰胺进行研究。

内酰胺，例如己内酰胺能够进行阴离子聚合。该方法通常使用催化剂和引发剂(也被称作活化剂)(被活化的的阴离子聚合)。至今常用的引发剂或活化剂包括二异氰酸酯或其衍生物。

US 4,754,000号(Bayer AG)记载了内酰胺的被活化的阴离子聚合，其中，将包含缩二脲基团(biuret group)且衍生自非芳香族二异氰酸酯的聚异氰酸酯用作活化剂，以制备聚酰胺。

EP 1091991号(BASF AG)公开了一种组合物和使用上述组合物制备表面涂层组合物的方法，该组合物包含具有平均大于3.5个的NCO官能团的聚异氰脲酸酯作为组分A。

在US 3423372号中，使用未被封端的聚异氰酸酯(因此，显著降低反应性)，该实施例中的活化剂浓度非常低(1/200～1/50摩尔)。在该美国专利中所采用的浓度下，聚合需要大于3分钟。

在EP 0156129号中，将橡胶(即，弹性聚合物)用作多功能活化剂的前体，因此，最终所生成的PA最大为1.12GPa，不是硬质的。所述活化剂具有较高的Mw，其中，需要大量的活化剂(20％以上)。使用双功能活化剂与多功能活化剂的混合物，因此，所生成的聚酰胺不是交联物质。

另外，美国专利第4,067,861号(1978年)中作为使用挤出机的内酰胺的阴离子聚合技术，为了获得预定的吐出量(output)及均匀的粘度和物性，拟通过在挤出机主体(body)与挤出机模具(die)之间设置计量泵(metering pump)的方法，以机械方式解决粘度的不均匀性，但不是根本的解决方案。

美国专利第3,878,173号(1975年)指出了因热分解而粘度不稳定的问题和在结构上无序的支化结构(disorderly branching structure)的形成，但仅仅为了防止所合成的聚合物分解(decomposition)，而试图利用酸性更强的添加剂来解决问题，完全没有提及解决不均匀的支化结构的方案。作为参考，在M.P.Stevens,'Polymer Chemistry',2nd Ed.,Oxford University Press,p 429(1990)和G.Odian,'Principles of Polymerization',2nd Ed.,John WileySons,p541(1981)中详细提及了在聚酰胺的阴离子聚合时所发生的支化副反应。