[发明专利]一种低吸水耐高温共聚尼龙及其制备方法

说明书

本发明提出了一种低吸水耐高温共聚尼龙，具备通式（Ⅰ）、通式（Ⅱ）和通式（Ⅲ）的结构单元，能高耐温，同时具备低吸水率，材料不易变形，稳定性更好。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种低吸水耐高温共聚尼龙。

背景技术

尼龙是应用最为广泛的工程塑料，广泛应用在电子电器、纤维服装等诸多领域。特别的，对于电子电器等领域的应用，由于其系统越来越集成，对耐温要求越来越高。为了提高尼龙的耐温性能，DMS公司开发了PA46，得到了超过290℃的熔点，但材料的吸水率增加，导致材料的尺寸稳定性不好。

半芳香族尼龙由于其更好的耐温性能，受到市场的关注。其中最主要的单体为芳香族单体对苯二甲酸，被广泛应用于高温尼龙的分子结构中。水溶性好的短链二元胺来源广泛，聚合过程相对于长链二元胺更为方便，被广泛用于制备尼龙盐。但制得的半芳香族尼龙吸水率高，导致应用于电子电器领域时电性能不好，吸水后的材料尺寸稳定性不好，不易加工。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出了一种低吸水耐高温共聚尼龙，能高耐温，同时具备低吸水率，材料不易变形，稳定性更好。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种低吸水耐高温共聚尼龙，该共聚尼龙包括以下通式（Ⅰ）、通式（Ⅱ）和通式（Ⅲ）表示的结构单元：

通式（Ⅰ）：-CO(CH₂)_n NH-

通式（Ⅱ）：-NH(CH₂)_m NH -

通式（Ⅲ）：；

其中，n为10或11，m为2~6的整数。

本发明共聚尼龙中的通式（Ⅰ）结构单元是长链的氨基酸结构，其酰胺键密度低，具有很低的吸水率，与通式（Ⅱ）和（Ⅲ）以酰胺键链接，得到熔点280摄氏度以上，吸水率低于PA6T的低吸水高温共聚尼龙。另外，由于分子结构中的长链氨基酸和半芳香单元分别为软段和硬段，两种不同性能的单元组合，软段能够吸收冲击过程中的能量，硬段提供材料结构中的刚性和强度，从而提高材料整体的抗冲击性能，韧性优于同样熔点的半芳香尼龙。

本发明所述通式（Ⅰ）、通式（Ⅱ）和通式（Ⅲ）的结构单元数的比例为1 : 0.6~5 :0.6~5，在该比例下能得到高耐温和低吸水率的共聚尼龙。

优选地，所述通式（Ⅰ）、通式（Ⅱ）和通式（Ⅲ）的结构单元数的比例为1 : 1.5~4 :1.5~4。

本发明的共聚尼龙的熔点不低于280℃。

本发明还提供了该低吸水耐高温共聚尼龙的制备方法，将对苯二甲酸均匀分散到熔融的PA11和/或PA12中，然后加入二元胺，分散均匀后发生聚合反应，得到共聚尼龙。可根据实际需求通过控制反应时间来调节共聚尼龙的分子量。

在原料中加入聚酰胺树脂PA12、PA11，是长链的氨基酸结构，酰胺键密度低，具有很低的吸水率，并且，可作为一种反应性的分散体系将对苯二甲酸和二元胺单体均匀稳定的分散于体系之中，避免加入大量的水，省去了水溶液中制备尼龙盐的制备步骤。

优选地，所述二元胺为2~6个碳原子的脂肪族二元胺。

优选地，原料在连续混合输送装置中聚合反应，实现连续化反应。

进一步优选地，所述连续混合输送装置为螺杆挤出装置。

由于聚酰胺树脂的加入，分散体系具有了一定的熔点和粘度，能够适应螺杆挤出设备的应用，从而使得物料混合分散过程可以在螺杆挤出设备中进行，充分发挥螺杆挤出设备传热和分散效率高的优势。