[发明专利]一种长碳链聚酰胺材料的合成方法

说明书

本发明的提供了一种长碳链聚酰胺材料的合成方法，以次亚磷酸盐、过渡金属盐和三苯基膦形成的复合物为催化剂，能够在以水为分散介质的聚酰胺合成过程中提升合成效率，缩短合成时间，降低生产成本。使用复合催化剂比仅使用次亚磷酸盐具有更快的合成速度，并且产物的分子量和分子量分布也令人满意。

技术领域

本发明属于聚酰胺材料合成领域，具体涉及一种耐高温聚酰胺材料及其合成方法。

背景技术

聚酰胺是最早进入生活的一类高分子材料，20世纪30年代由Carothers开发并实现工业化。通常使用的PA6和PA66具有较高的吸水率，从而导致制品尺才和性能的变化较大，从而限制了尼龙应用与发展。为了降低聚酰胺材料的吸水率，增长碳链提升疏水性的方法逐渐研制成功，PA1010、PA11、PA12、PA1212等材料随后推出市场。这一类具有长碳链的聚酰胺材料被称为长碳链聚酰胺，它除具备一般聚酰胺的通用性能，如润滑性、耐磨抗压和易加工性等，还具备韧性和柔软性好、吸水率低、尺寸稳定性好、介电性能优异、耐磨损性能好、密度低等特点。

但是长链聚酰胺由于其碳链长，在水相合成过程中使用传统成盐法难以快速成盐，使用有机溶剂如甲醇、乙醇，也会给生产带来安全隐患。因此，长碳链聚酰胺材料以水为分散介质的聚酰胺合成方法中，围绕如何快速成盐、提升合成效率成为研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长碳链聚酰胺材料的合成方法，以次亚磷酸盐、过渡金属盐和三苯基膦形成的复合物为催化剂，能够在以水为分散介质的聚酰胺合成过程中提升合成效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种长碳链聚酰胺材料的合成方法，以含有过渡金属盐的复合催化剂为催化剂。

所述复合催化剂包括次亚磷酸盐、过渡金属盐和三苯基膦。

所述次亚磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙中的一种或多种。

所述过渡金属盐为第十族元素的可溶性盐、第十一族元素的可溶性盐、第十二族元素的可溶性盐中的一种或多种。

所述第十族元素为Ni、Pd、Pt中的一种或多种。

所述第十一族元素为Cu、Ag、Au中的一种或多种。

所述第十二族元素为Zn、Cd、Hg中的一种或多种。

所述可溶性盐为氯化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、次亚磷酸盐中的一种或多种。

在一个优选的实施例中，所述次亚磷酸盐、过渡金属盐和三苯基膦的摩尔比为(25～40):1:(0.7～1)。

在一个优选的实施例中，所述催化剂的投料量为二元胺和二元酸总质量的0.01％～0.1％。

在一个优选的实施例中，所述长碳链聚酰胺为PA1010、PA1111、PA1212以及它们的共聚物。

所述长碳链聚酰胺材料的合成方法，包括如下步骤：(1)将二元胺和二元酸投入聚合反应釜中，加入催化剂和水，密封并搅拌，用非反应性气体置换，设定气压为10～100kPa。(2)将釜内温度升至100～150℃并保温1～3小时，至原料完全成盐。(3)继续加热聚合反应釜，当釜内压力达到设定值时释放水气，并保压1～3小时。继续升温至280～300℃，恒压1～3小时，充气后出料，即得长碳链聚酰胺。

在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中二元酸为癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸中的一种或多种。

在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中二元胺为癸二胺、十一烷二胺、十二烷二胺中的一种或多种。

在一个优选的实施例中所述步骤(1)中二元酸和二元胺以等物质的量投料，所述等物质的量可以包括小于1％的误差，优选小于0.5％的误差，进一步优选小于0.1％的误差。以二胺过量为佳。