[发明专利]一种聚草酰胺的雾化聚合方法和装置

说明书

本发明提供了一种聚草酰胺的雾化聚合方法，其特征在于，包括将草酸二酯和二元胺分别通过投料泵泵入到同一喷嘴或不同喷嘴中，在惰性气流中进行雾化、混合和聚合，得到聚草酰胺。本发明的聚草酰胺的雾化聚合方法种适用于工业化大量生产，具有操作简单、条件温和、无溶剂、易于加工、成本低廉等优点，与此同时，还保证了聚酰胺树脂的黏度以及高分子量。

技术领域

本发明属于高分子材料聚合领域，具体涉及一种通过雾化聚合制备聚草酰胺的方法和装置。

背景技术

尼龙自1939年美国杜邦公司实现PA66产业化以来，无论是从品种、产量还是生产技术都取得了显著发展。20世纪以来，随着加工技术的不断改进，对材料的要求也越来越严格。电子电器方面，新型的表面安装技术Surface Mourn Technology所采用的无铅焊锡使得材料的耐热温度从原来的186℃提高到了215℃，这对材料的耐高温性能以及尺寸稳定性提出了更高要求；汽车领域使用以塑代钢因此在发动机周围使用的耐高温材料也日益增多。但是现有通用塑料PA6和PA66(占据尼龙市场的90％左右)在耐热性、吸水性以及尺寸稳定性上还存在不足，因此，开发新型耐高温低吸水尼龙迫在眉睫，探究适用于工业化大量生产的制备方法因此具有重大意义。

由二胺和草酸酯聚合而成尼龙称为聚草酰胺，最新研究表明，聚草酰胺在满足高熔点的同时，还具有吸水率低、抗溶剂侵蚀、耐酸碱和耐水解能力强、模量高等优点，具有明显的实用意义。

较高分子量的聚草酰胺不能轻易采用从二胺的草酸盐经过熔融缩聚的传统的Carothers路线制取，因为原料草酸和低聚合物容易发生热分解。同样，当环状的草酰胺作单体原料开环聚合时也会出现缓慢的热分解。聚草酰胺的合成方法早期依赖于界面缩聚法，如参考文献Chang H J，Vogl O.Regular copolyamides.J Polym Sci Polym Chem Ed(1977)中PA6，2/9，2的制备，界面缩聚具有条件温和、在常温下操作、时间短的优点，但生成聚合物黏度不高，不能满足工业需求；之后提出了氨解聚合法，如参考文献Patton D L，Farley J M.Copolyamide oxygen barrier.US 5223603中PA10，2的制备，但反应需要高温操作、时间长，还要求将副产物正丁醇除掉。除此之外，如参考文献Dickstein W，Vogl O.JMacromol Sci-Chem(1984)中所述，一些芳香族的聚草酰胺可以用溶液聚合的方法进行，但是一来所得产物分子量小，二来使用溶剂难于工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的是聚草酰胺目前没有适合工业化大量生产方法的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种聚草酰胺的雾化聚合方法，其特征在于，包括将草酸二酯和二元胺分别通过投料泵泵入到同一喷嘴或不同喷嘴中，在惰性气流中进行雾化、混合和聚合，得到聚草酰胺。

优选地，所述的聚草酰胺的雾化聚合方法还包括：将所得的聚草酰胺进行熔融聚合或固相聚合。

更优选地，在将所得的聚草酰胺进行熔融聚合或固相聚合之前，先将聚草酰胺在氮气保护下在室温-200℃恒温处理1-4h，随后减压至压力小于100-200Pa。

更优选地，所述的熔融聚合的时间介于0.5-6h。

更优选地，所述的固相聚合的温度介于Tm-50℃到Tm-10℃之间，Tm为聚草酰胺的熔点，固相聚合的时间为0.5h～20h，。

优选地，所述的草酸二酯为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二正丙酯、草酸二异丙酯、草酸二正丁酯、草酸二异丁酯、草酸二叔丁酯和草酸二苯酯中的一种或多种。

优选地，所述的二元胺为C4-C12的烷基二元胺中的至少一种。

优选地，所述的惰性气流为氮气流且其线速度介于5-200m/s之间。