[发明专利]间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺及其制备方法

说明书

本发明提供一种制备间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺盐溶液的方法(简称成盐方法)以及采用间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺盐溶液制备间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺的方法(简称聚合方法)。本发明的成盐方法主要利用间苯二甲胺与一种或多种二元酸的水溶液直接混合，制备出稳定的间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺盐溶液。本发明的聚合方法采用常压或微正压预聚合的工艺将间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺盐溶液制备成间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺。

技术领域

本发明属于聚酰胺制备领域，具体涉及间苯二甲胺型半芳香族聚酰胺及其制备方法。

背景技术

间苯二甲胺型半芳香族尼龙(MX型尼龙)，作为半芳香族尼龙的重要品种，自上世纪八十年代问世以来，凭借其出色的刚性、优异的加工性，以及良好的阻隔性能，受到人们的热捧。在此类材料中，最著名的品种即为PA MXD6(聚己二酰间苯二甲胺)，其兼具诸多优点，应用广泛。

PA MXD6是一种半结晶性特种尼龙，具有吸水率低、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高、成型收缩率小、对氧气、二氧化碳等气体的阻隔性好等特点，这些优良的性能使得它特别适合于包装材料的应用，特别是其高阻隔、耐蒸煮的特性使其具有极大的应用优势。

现阶段，MX型尼龙工业生产中主要采用直接熔融聚合和成盐熔融聚合。

直接熔融聚合是将生产MX型尼龙的两种原料直接混合反应制备MX型尼龙。虽然该方法免除了成盐步骤，但是该方法在制备过程中要将原料加热至较高温度，这易导致原料分解，造成产品存在诸多缺点，如鱼眼、黄变等。针对上述缺点改性的配方也不胜其烦。同时该方法对原料纯度要求过高。在混合过程中要保持稳定的摩尔比例，故对设备要求极其复杂，所以放大化生产较难。且现阶段实现完全的连续生产较为困难。

采用直接熔融聚合生产MX型尼龙主要存在以下技术缺点：(1)对原料纯度要求过高，纯度较高的原料成本较大、制备工艺较为复杂；(2)在单体混合过程中，因为没有额外的摩尔比例调节系统，要保持稳定的摩尔比例，对设备要求极为复杂，造成生产成本较高，装置投产过程较难，设备调试、维修维护时间和费用成本较高；(3)该方法为半连续生产，无法实现完全的连续生产，而且最终聚合反应装置为螺杆，对于聚合参数的精确控制较难。

成盐熔融聚合是先将间苯二甲胺(MXDA)与二元酸按固定比例制成固体盐，之后在聚合时再行溶解，以完成后续聚合。然而，此方法因涉及成盐和聚合溶解，并存在两次升温出水，因此存在能耗大、效率低、耗时长等问题。同时，每次生产时，需再次调整pH值，因此弊端明显。

专利文献CN1931921A中公开了一种MXD6/蒙托土复合材料的制备方法，采用先成盐后聚合的方法制备MXD6改性材料，制备盐的过程耗时较长，为1-5h，使用磷酸类催化剂，同时该聚合过程为一锅法，即制备盐和反应在同一个容器中进行，且每次聚合前都需重复调节pH值。

专利文献CN105924358B中公开了一种尼龙盐的制备方法，该方法首先制备二元酸-碱化合物和二元胺-酸化合物的水溶液，然后将两者混合，形成一种易溶解的盐和一种相对不易溶解的盐(尼龙盐)。例如，制备对苯二甲酸-氢氧化钠水溶液和己二胺-盐酸水溶液，将两者混合，析出尼龙6T盐。但是该方法制备的盐需离心分离，使用时再溶解，反复加热，直接增加能耗和资源浪费，而且不易储存，放大化生产较难，在工业连续化生产中成本没有优势。