一種用混合酸制備尼龍的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用混合酸制備尼龍的方法，該方法采用的原料為二元羧酸復(fù)配成混合酸與4,4’-二氨基二環(huán)己基甲烷（PACM），按設(shè)定的溫度、壓力變化程序直接進行熔融縮聚，得到無色透明，力學(xué)性能優(yōu)異的尼龍產(chǎn)品。
【專利說明】一種用混合酸制備尼龍的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種尼龍的制備方法，具體說是一種由4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷與二元羧酸混合酸縮聚合成一種高透明性尼龍的制備工藝，屬于有機高分子材料制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]尼龍具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性等，且有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大應(yīng)用范圍。
[0003]本發(fā)明所制備的一種尼龍材料所采用的主單體為PACM (4，4’- 二氨基二環(huán)己基甲烷)與二元羧酸混合酸，其化學(xué)通式可以表示為NylonPACMmn，該類產(chǎn)品具有卓越的光學(xué)性能、耐化學(xué)性和優(yōu)異的機械性能等使得在汽車工業(yè)、機械工業(yè)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。美國專利US3502624與US3869400對類似結(jié)構(gòu)尼龍的合成進行了描述，其合成過程分為兩步:先成鹽，再縮聚。成鹽過程需要不斷調(diào)節(jié)溶液PH，加入各種添加劑，通過加熱和冷卻促使尼龍鹽析出等等，這就加大了設(shè)備的投入，提高了操作難度，不僅能耗高，而且大量溶劑的使用對環(huán)境也造成了污染。同樣的尼龍合成在美國專利US3661982與US4213884中也有描述，雖然對成鹽過程有所改進，但上述問題依然沒有克服。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用混合酸制備尼龍的方法。而本專利采用一步直接熔融縮聚的工藝方法，在合成過程中只需控制過程中壓力溫度等工藝條件，簡單易行，不僅可以大大降低生產(chǎn)成本，而且減少了對環(huán)境的危害。另外，本專利合成尼龍是利用混合二元羧酸與PACM縮聚得到，這種新型PAC`M尼龍材料在光學(xué)性能，熱性能和力學(xué)性能方面表現(xiàn)更加優(yōu)異，并且易于加工。與之前專利中合成制得的PACM尼龍相比，其光學(xué)性能有了更大的提高，且在拉伸強度與拉伸模量等方面的表現(xiàn)也更加均衡。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用混合酸制備尼龍的方法，通過二元胺和二元羧酸混合酸縮聚得到，具體制備過程如下:
[0007]I)在反應(yīng)器中加入包含去離子水、二元羧酸混合酸、二元胺、催化劑和抗氧劑的物料，開始攪拌，升溫至130~140°C，優(yōu)選為135~138°C ;保持溫度在130~140°C，優(yōu)選為135~138°C;通過放氣維持表壓為0.206~0.275MPa，優(yōu)選為0.260~0.275MPa ;持續(xù)60 ~90min,優(yōu)選為 60 ~70min ；
[0008]2)將壓力調(diào)節(jié)為1.999~2.137MPa，優(yōu)選為2.000~2.1OOMPa ;溫度調(diào)節(jié)為215~2250C，優(yōu)選為220~224°C ;保持壓力90~120min，優(yōu)選為90~IOOmin之后逐漸降壓，并且在保壓和降壓過程中持續(xù)升溫，于60min內(nèi)降壓至常壓，且在降壓完成的同時升至平衡溫度270~300°C，優(yōu)選為271~275°C ；[0009]3)保持平衡溫度，調(diào)節(jié)至平衡壓力-0.1MPa~OMPa后，優(yōu)選為-0.1~-0.08MPa ；在保持平衡溫度和平衡壓力的條件下繼續(xù)反應(yīng)10~90min (即平衡時間)，優(yōu)選為40~50min;停止攪拌，得到產(chǎn)品。
[0010]本發(fā)明方法中，所述二元胺為4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷(PACM)。所述二元羧酸
混合酸為表達式為
【權(quán)利要求】
1.一種用混合酸制備尼龍的方法，其特征在于:所述方法包括如下過程: 1)在反應(yīng)器中加入包含去離子水、二元羧酸混合酸、二元胺、催化劑和抗氧劑的物料，開始攪拌，升溫至130~140°C，優(yōu)選為135~138°C ;保持溫度在130~140°C，優(yōu)選為135~138°C ;通過放氣維持表壓為0.206~0.275MPa，優(yōu)選為0.260~0.275MPa ;持續(xù)60 ~90min,優(yōu)選為 60 ~70min ； 2)將壓力調(diào)節(jié)為L999~1.137MPa，優(yōu)選為1.000~1.1OOMPa ;溫度調(diào)節(jié)為215~225°C，優(yōu)選為220~224°C;保持壓力90~120min，優(yōu)選為90~1OOmin之后逐漸降壓，并且在保壓和降壓過程中持續(xù)升溫，于60min內(nèi)降壓至常壓，且在降壓完成的同時升至平衡溫度270~300°C，優(yōu)選為271~275°C ； 3)保持平衡溫度，調(diào)節(jié)至平衡壓力-0.1MPa~OMPa后，優(yōu)選為-0.1~-0.08MPa ;在保持平衡溫度和平衡壓力的條件下繼續(xù)反應(yīng)10~90min,優(yōu)選為40~50min ;停止攪拌,得到產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二元胺為4，4’-二氨基二環(huán)己基甲烷；所述二元羧酸混合酸為表達式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以4，4’- 二氨基二環(huán)己基甲烷總重計，所述的4，4’ -二氨基二環(huán)己基甲烷的反反式異構(gòu)體含量在20wt%~ 50wt%之間，優(yōu)選為22wt% ~30wt%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的二元羧酸混合酸與二元胺的摩爾比為1.03:1~1:1.03之間，優(yōu)選為1:1.01~1:1.02。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，二元羧酸混合酸質(zhì)量用量為去離子水質(zhì)量的40%~60%，優(yōu)選為45%~50%。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化劑為磷酸鹽、次磷酸鹽和次亞磷酸鹽中的一種或兩種或多種，優(yōu)選磷酸堿金屬鹽，次磷酸堿金屬鹽和次亞磷酸堿金屬鹽中的一種或兩種或多種，更優(yōu)選磷酸鈉、次磷酸鈉和次亞磷酸鈉中的一種或兩種或多種，催化劑的用量為二元羧酸混合酸與二元胺總質(zhì)量的0.5~1.5%。，優(yōu)選為0.5~0.7%。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，抗氧劑用量為去離子水、二元混合羧酸與二兀胺總質(zhì)量的2~6%。,優(yōu)選為3~5%o。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的抗氧劑為chinoX1098、chinoxl589、H818D、chinoxl325、chinoxl590 中的一種或兩種或多種，優(yōu)選 chinoxl098 或chinoxl589。
【文檔編號】C08G69/28GK103642038SQ201310633758
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】姚臻, 李春, 曹堃, 陳浩, 周亞單, 張聰穎, 李鑫, 劉振國 申請人:萬華化學(xué)集團股份有限公司, 萬華化學(xué)（寧波）有限公司