一种共聚透明尼龙及其制备方法

摘要

本发明提供了一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；质量含量为2-10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，其中单体C为芳香族二元酸；单体E为脂肪族二元胺。该共聚透明尼龙通过单体A,单体B，单体C和单体E,共同聚合而成，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性和综合性能。

权利要求

1.一种共聚透明尼龙，其特征在于，由下述各组分聚合而成：质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；

质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；

质量含量为2-10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，其中单体C为芳香族二元酸；单体E为脂肪族二元胺。

2.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述内酰胺为已内酰胺(CPL)、十二碳内酰胺或二者的混合物。

3.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)或二者的混合物。

4.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述芳香族二元酸为1,4萘二甲酸，其分子式为C12H8O4，结构式如下：

5.如权利要求1所述的共聚透明尼龙，其特征在于，所述脂肪族二元胺为己二胺。

6.如权利要求1-5任一项所述的共聚透明尼龙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；

2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

说明书

一种共聚透明尼龙及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料尼龙合成技术领域，具体地，涉及一种共聚透明尼龙及其制备方法。

背景技术

[0002] 美国杜邦公司的华莱士·卡罗瑟斯在20世纪30年代发明了聚酰胺。聚酰胺具有高机械强度，良好的抗冲击性能，优异的耐热性、耐磨性和耐油性等优良特性，广泛应用于机械和化工，在水利、国防、交通等国民经济领域发挥着十分重要的作用。

[0003] 然而，尼龙透明性差，在某些对材料透明性要求较高的领域，很难发挥作用。为此，国内外广泛展开对透明尼龙的研究。透明尼龙一般为无定形聚合物，透光率与光学玻璃相近，广泛应用于航空工业，汽车制造，电器工业，医学部门，食品包装，工程和机械部件，近海作业部门，体育和Hi-Fi(高保真)/影像/密纹软盘部门。

[0004] 现有技术中，合成的透明聚酰胺主要有脂肪族透明聚酰胺，芳香族透明聚酰胺，半芳香族透明聚酰胺。其中，脂肪族透明聚酰胺是脂肪族二元酸和二元胺的无规共聚，如尼龙6/66共聚物，Emer公司的尼龙6/12共聚物等。然而，直链脂肪族单体无规共聚对产物序列规整性的破坏有限，而且聚酰胺结晶速度较快，工艺条件很难控制。而芳香族透明聚酰胺，半芳香族透明聚酰胺因为芳香族单体的存在，工艺过程较为复杂。因此，继续对其工艺进行改性。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种共聚透明尼龙及其制备方法，该共聚透明尼龙通过单体A,单体B和单体E,以及单体C,共同聚合而成，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性和综合性能。

[0006] 本发明的技术方案如下：一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0007] 质量含量为80-96％的单体A：内酰胺；

[0008] 质量含量为2-10％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物，聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；

[0009] 质量含量为2-10％的单体F：由摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到，其中单体C为芳香族二元酸；单体E为脂肪族二元胺。

[0010] 所述内酰胺为已内酰胺(CPL)、十二碳内酰胺或二者的混合物。

[0011] 所述芳香族二元酸为对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)或二者的混合物。

[0012] 所述芳香族二元酸还可以为1,4萘二甲酸，其分子式为C12H8O4，结构式如下：

[0013]

[0014] 所述脂肪族二元胺为己二胺。

[0015] 所述的共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0016] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；

[0017] 2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0018] 本发明的有益效果为：本发明所述共聚透明尼龙通过单体A,单体B和单体E,以及单体C,共同聚合而成，制备方法简单，较常规尼龙6，尼龙66和尼龙6/66共聚物具有更优异的透明性，综合性能优异。

具体实施方式

[0019] 实施例1：

[0020] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0021] 质量含量为96％的单体A：已内酰胺

[0022] 质量含量为2％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体与间苯二甲胺单体的混合物；

[0023] 质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0024] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0025] 1)将单体A,单体B，单体E和单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0026] 实施例2：

[0027] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0028] 质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺

[0029] 质量含量为5.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；

[0030] 质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0031] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0032] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0033] 实施例3：

[0034] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0035] 质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺

[0036] 质量含量为2.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0037] 质量含量为5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0038] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0039] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0040] 实施例4：

[0041] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0042] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0043] 质量含量为5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0044] 质量含量为5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0045] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0046] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0047] 实施例5：

[0048] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0049] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0050] 质量含量为7.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0051] 质量含量为2.5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸间苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0052] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0053] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0054] 实施例6：

[0055] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0056] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0057] 质量含量为2.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；

[0058] 质量含量为7.5％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸对苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0059] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0060] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0061] 实施例7：

[0062] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0063] 质量含量为80％的单体A：已内酰胺

[0064] 质量含量为10％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；

[0065] 质量含量为10％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸对苯二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0066] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0067] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0068] 为了进一步说明本发明所述共聚透明尼龙的性能，本发明人对实施例1-7制备的所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量进行了检测，检测结果记录如下表。

[0069] 表1、实施例1-7所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量检测结果[0070]检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
光透过率％ 79 86 85 87 88 86.5 90
雾度％ 83 7 8 2.5 2.1 3.0 1.8
拉伸强度MPa 81 87 86 87 90 86.5 90.5
拉伸模量MPa 2700 2750 2810 2880 2905 2880 2910

[0071] 实施例8：

[0072] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0073] 质量含量为96％的单体A：已内酰胺

[0074] 质量含量为2％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；

[0075] 质量含量为2％的单体F：摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0076] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0077] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0078] 实施例9：

[0079] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0080] 质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺

[0081] 质量含量为5.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；

[0082] 质量含量为2％的单体F：

[0083] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0084] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0085] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0086] 实施例10：

[0087] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0088] 质量含量为92.5％的单体A：已内酰胺

[0089] 质量含量为2.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0090] 质量含量为5％的单体F：

[0091] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0092] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0093] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0094] 实施例11：

[0095] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0096] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0097] 质量含量为5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0098] 质量含量为5％的单体F：

[0099] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0100] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0101] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0102] 实施例12：

[0103] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0104] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0105] 质量含量为7.5％的单体B:摩尔比为1：1的己二酸单体和间苯二甲胺单体的混合物；

[0106] 质量含量为2.5％的单体F：

[0107] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0108] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0109] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0110] 实施例13：

[0111] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0112] 质量含量为90％的单体A：已内酰胺

[0113] 质量含量为2.5％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)盐；

[0114] 质量含量为7.5％的单体F：

[0115] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0116] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0117] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0118] 实施例14：

[0119] 一种共聚透明尼龙，由下述各组分聚合而成：

[0120] 质量含量为80％的单体A：已内酰胺

[0121] 质量含量为10％的单体B:聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)预聚体；

[0122] 质量含量为10％的单体F：

[0123] 摩尔比1：1的单体E和单体C反应得到；其中单体C为芳香族二元酸1,4萘二甲酸；单体E为脂肪族二元胺己二胺。

[0124] 所述共聚透明尼龙的制备方法，包括如下步骤：

[0125] 1)将单体A,单体B和单体E,以及单体C投入带有搅拌器的自动控制聚合釜，在1-27bar的压力、220-320℃的温度下进行脱水反应；2)进行反应后，注入氮气排出反应生成的水分，然后再加压排出共聚透明尼龙熔体，熔体通过模头铸带成型，经冷却切粒，得到所述共聚透明尼龙。

[0126] 为了进一步说明本发明所述共聚透明尼龙的性能，本发明人对实施例81-14制备的所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量进行了检测，检测结果记录如下表。

[0127] 表2、实施例8-14所述共聚透明尼龙的透光率、雾度、拉伸强度和拉伸模量检测结