[发明专利]聚对氨基苯甲酰氨基十一胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料的合成领域，具体是一种聚对氨基苯甲酰氨基十一胺的制备方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展和市场需求的不断扩大，尼龙已经成为非常重要的工程塑料品种。聚对氨基苯甲酰氨基十一胺（PA11T）是一种新型的长碳链半芳香族尼龙。通常，将尼龙分子中，碳链长度在10以上的尼龙称为长碳链尼龙。除具有一般尼龙的若干通性外，长碳链尼龙还具有许多独特的优点，如密度小，成型稳定性好，吸水率低等等。半芳香族尼龙是带芳香环的二胺或二羧酸与脂肪族二羧酸或二胺，通过缩聚制备而成的尼龙树脂。由于在尼龙分子主链中导入了芳香环，从而提高了耐热性和力学性能，降低了吸水率，并且有较合适的性价比。而长碳链半芳香族尼龙将两者的优点进一步结合，可以应用于汽车、电子电器、精密机械部件、输油管和传送带等领域。

在CN1390887A等专利中，曾经出现过关于PA11T（聚对苯二甲酰十一烷二胺）的报道。但是使用的反应单体均为1,11-十一烷二胺。与其他尼龙品种的反应单体相比，1,11-十一烷二胺的合成难度大，制备成本高，严重的制约了PA11T的应用与推广。

发明内容

本发明为了解决现有PA11T合成难度大的问题，提供了一种具有良好耐热性能、力学性能、环保的聚对氨基苯甲酰氨基十一胺（PA11T）的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：聚对氨基苯甲酰氨基十一胺（PA11T）的制备方法，其制备步骤为：

（1）成盐：将20重量份的氨基十一酸，14重量份的对氨基苯甲酸， 150重量份的蒸馏水，0.2重量份的催化剂，搅拌均匀，120℃环境下反应3小时；然后经过抽滤，洗涤，真空干燥，得到PA11T盐；所述的催化剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸或它们的盐类化合物；

（2）加料：将PA11T盐，与PA11T盐相同重量的蒸馏水或有机溶剂，为PA11T盐0.6-1.2%（w/w）的封端剂，搅拌均匀获得混合物；所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺，所述的封端剂为一元羧酸或一元胺；

（3）反应合成：混合物在保护气体氛围下升温至270-290℃、加压至2.5-3MPa，保温（270-290℃）保压（2.5-3MPa）2h；随后2h降至常压，降至常压的同时升温至310-330℃，保温2h；最后抽真空至-0.095MPa，保温（310-330℃）保压（-0.095MPa）1h，出料，制得PA11T。

另外，所述的（3）反应合成的步骤为：混合物在保护气体氛围下升温至200-220℃、加压至1.8-2MPa，保温（200-220℃）保压（1.8-2MPa）4h；随后1h降至常压，降至常压的同时升温至230-250℃；最后抽真空至-0.095MPa（负压），保温（230-250℃）保压（-0.095MPa）20h，出料，制得PA11T。本发明中的两种反应合成步骤均可行，均能制得PA11T。

当氨基十一酸为20重量份时，若对氨基苯甲酸的重量份不等于14，会导致两种反应单体的摩尔配比不相等，从而破坏尼龙的缩聚反应，无法进行聚合。

若蒸馏水的重量份小于150，反应单体溶解度有限，难以混合均匀，不利于成盐反应的进行；若大于150，过多蒸馏水的加入对成盐反应没有明显的促进作用，容易造成浪费。

若催化剂的重量份小于0.2，催化剂对聚合反应没有明显的促进作用；若大于0.2，催化剂的催化效果趋近于一个极大值，过多使用会造成催化剂的浪费。

加料步骤中，若蒸馏水或有机溶剂的重量小于PA11T盐的重量，反应原料的混合不易均匀，聚合时容易造成传热不均匀，出现局部飞温现象；若大于PA11T盐的重量，过多的溶剂（蒸馏水或有机溶剂）阻碍了聚合反应的正向进行，聚合反应速度下降，产物的分子量难以提高，局部还会出现固化现象，影响聚合物的性能。

若封端剂的重量小于PA11T盐重量的0.6%，聚合速度不容易控制，聚合物会出现爆聚等不良现象，影响出料以及聚合物的性能；若大于PA11T盐重量的1.2%，会对聚合物的反应基团提前封端，从而影响聚合反应的速度，分子量难以提高。

本发明所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺。上述的有机溶剂有利于进一步提高PA11T的性能。

所述的催化剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸或它们的盐类化合物。上述的催化剂有利于聚合反应的进行。