[发明专利]一种聚酰胺树脂及其聚合方法和应用

说明书

一种聚酰胺树脂，以摩尔百分比计，衍生自包括以下单元：二酸单元：对苯二甲酸和直链二酸，其中，对苯二甲酸占二酸单元的物质的量分数为2‑10%；二胺单元：1,10‑癸二胺和/或1,12‑十二烷二胺；所述的直链二酸选自1,11‑十一碳二酸、1,12‑十二碳二酸、1,13‑十三碳二酸、1,14‑十四碳二酸中的至少一种。本发明公开了一种聚酰胺树脂，熔点在180‑190℃之间，结晶性能低，挤出管材均匀度高、光泽度好的优点，适用于新能源汽车管路系统。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酰胺树脂及其聚合方法和应用。

背景技术

汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一，特别是新能源汽车，在近几年来取得迅猛发展。据统计，2021年新能源汽车销量超过350万台，较2020年增长158%。新能源汽车电机与电池均需要进行冷却，因此需要更长的管路系统。随着新能源汽车蓬勃发展，管材消费量迅速攀升，但同时给社会带来了能源缺乏和环境污染问题。聚酰胺材料因其出色的力学性能、耐溶剂性等优势，被认为最有可能取代金属材料，成为新能源汽车中管路系统的主流替代材料。

然而，聚酰胺是半结晶性材料，结晶性能较好，在熔融挤出牵引加工成管材的时候，冷却速率较快，容易出现管径不均匀的问题，导致存在缺陷，影响后续使用；并且聚酰胺结晶性能好，容易导致管材冷却后，表面光泽度低，外观难以满足要求。与此同时，应用于管路系统的材料通常需要添加增韧剂和增塑剂，但这些添加剂分解温度较低，因此材料加工温度不易过高，这就要求聚酰胺基体树脂熔点不能太高（熔点范围是180-190℃最为适宜）。以上问题导致聚酰胺材料在实际应用中存在缺陷，难以在新能源汽车中实现较大推广。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种管材成型性能好、表面光泽度高、熔点在180-190℃的聚酰胺树脂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚酰胺树脂，以摩尔百分比计，衍生自包括以下单元：

二酸单元：对苯二甲酸和直链二酸，其中，对苯二甲酸占二酸单元的物质的量分数为2-10%；

二胺单元：1,10-癸二胺和/或1,12-十二烷二胺；

所述的直链二酸选自1,11-十一碳二酸、1,12-十二碳二酸、1,13-十三碳二酸、1,14-十四碳二酸中的至少一种。

优选的，对苯二甲酸占二酸单元的物质的量分数为6-8%。

优选的，所述的直链二酸选自1,12-十二碳二酸。

二胺单元为1,10-癸二胺和1,12-十二烷二胺时，1,10-癸二胺与1,12-十二烷二胺的摩尔比范围是1：（0.01-99）。

本发明的聚酰胺树脂的熔点范围是180-190℃，同时聚酰胺树脂的（T熔点-T结晶温度）×T结晶峰半峰宽的范围是160-220。

本发明的聚酰胺树脂的相对粘度为2.0-3.0，测试方法为：参照GB12006.1-89，聚酰胺粘数测定方法；具体测试方法为：根据标准配制的98%的浓硫酸，向25mL容量瓶加入约15mL98%浓硫酸，然后加入准确称量经干燥、粉碎、筛分过的样品0.2500 + 0.0005g，置于55±5℃的恒温振荡水浴中至完全溶解，然后在25±0.01℃下测试聚酰胺的相对粘度ηr。

本发明聚酰胺树脂的聚合方法，包括以下步骤：在压力釜中加入反应单体、苯甲酸、次磷酸钠和去离子水；苯甲酸物质的量为二胺、二酸总物质的量的1-3%，次磷酸钠重量为除去离子水外其它投料总重量的0.05-0.15%，去离子水重量为总投料重量的20-40%；抽真空充入惰性气体作为保护气，在1.5-2.5小时内升温到190-210℃，然后在190-210℃反应0.5-1.5小时；然后在260-280℃、3.0-3.4 MPa的压力下继续反应1-3小时，反应过程中移除所形成的水，反应完成后将压力降至常压，、出料、得到聚酰胺树脂。