[发明专利]一种功能性共聚尼龙树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种功能性共聚尼龙树脂，其包括以下组分的反应物：内酰胺、共聚单体盐、官能化聚倍半硅氧烷、开环剂；其中，所述官能化聚倍半硅氧烷选自式(I)所示化合物中的至少一种：在式(I)中，R₂～R₉中的至少一个为‑CH₂CH₂S‑(CH₂)_n‑R₁或‑(CH₂)_n‑R₁，其余各自独立地选自氢、烷基或芳烃基；其中，n为大于等于0的整数，R₁选自式(I‑1)所示基团、‑COOH或式(I‑2)所示基团、式(I‑3)所示基团、‑OH或‑OH或‑NH₂；本发明所述共聚尼龙树脂具有优异的耐候性和阻燃性能、以及与无机填料高度的相容性能，并保持良好的力学性能，取得了较好的技术效果。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及聚酰胺(或尼龙)树脂，具体地，涉及一种功能性共聚尼龙树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺(PA)，俗称尼龙(Nylon)，是由二元酸与二元胺或由氨基酸经缩合聚合而得，为分子链上含有重复酰胺基团的树脂总称。作为合成纤维、合成树脂及薄膜材料的重要原料，尼龙具有优异的综合性能，如耐化学性能优良、耐磨性能好、回弹率高、断裂强度高、染色性好、电绝缘性好、耐老化性能好等优点，它也是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的工程树脂，被广泛应用于汽车、电子电器、交通运输、机器制造、电线电缆、包装及日常用品等领域。但由于尼龙分子结构中含有大量的酰胺键，极易吸水或吸潮，且在干态或低温下冲击强度低、不透明、溶解性差、尺寸稳定性差等缺点，导致其应用受限。为了扩大尼龙的应用范围，通常对现有尼龙进行化学或物理改性，赋予其新的结构、性能及运用领域，从而改善其机械强度、表面性能、耐热性能、阻隔性能、吸水性能及尺寸稳定性能等。

化学改性方法包括共缩聚合和无规共聚、嵌段共聚、接枝共聚及交替共聚等。中国专利CN106009640A公开了采用化学接枝和熔融共混的方法制备高阻隔性氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料，它利用了氧化石墨烯表面羧基、环氧基与尼龙端氨基反应的原理。中国专利CN111087796A报道了在促进剂作用下，将尼龙与聚膦酸酯熔融交换反应制备含磷尼龙，提高尼龙阻燃性和可纺性。而更多的共聚改性工作主要集中在内酰胺单体和/或脂肪族、脂环族或芳香族二胺或二酸单体、以及脂肪族、脂环族或芳香族尼龙盐的共聚合反应，如中国专利CN108003341A、CN109438976A、CN110092906A(东莞意普万)、CN109575273A、CN109503828A(重庆晟淦)、CN110591082A(惠生中国投资)、CN110615892A(杭州聚合顺)、CN110951073A(东辰瑞森)、CN109970970A(东华大学)、CN111635522A(四川大学)等。总的来看，共聚聚合工艺包括己内酰胺单体熔料及储存；共聚单体盐的溶解、储存、浓缩；助剂配制；高压预聚合、多步聚合；铸带切粒；萃取；干燥；包装等。

但现有技术中未见提高耐候阻燃性能的功能性共聚尼龙树脂的聚合制备及工艺报道。

发明内容

为了克服现有技术中存在的尼龙树脂自身无阻燃性以及其与无机填料相容性差的问题，本发明提供了一种功能性共聚尼龙树脂，具有优异的力学性能、与无机填料的高度相容性及阻燃性，并且耐候性得到提升，可用作导热散热部件、激光直接成型部件以及结构性器件，用于电子、电器、家电、汽车等领域。

本发明的目的之一在于提供一种功能性共聚尼龙树脂，其包括以下组分的反应物：(1)内酰胺、(2)共聚单体盐、(3)官能化聚倍半硅氧烷、(4)开环剂；其中，所述官能化聚倍半硅氧烷选自式(I)所示化合物中的至少一种：