專利名稱：一種改進的生產耐高溫尼龍鹽的方法
技術領域：
本發明涉及一種耐高溫尼龍的鹽的生產方法。
背景技術：
尼龍樹脂(PA)具有優異的機械力學性能、耐磨、自潤滑、耐油、耐溫等，是國內外應用最廣泛的工程塑料，列五大工程塑料之首。
耐高溫尼龍如PA46、PA6T、PA9T、PA12T等具有某些一般尼龍難比的性質，如尺寸穩定性好，耐熱、高硬度、低吸濕性和優良的耐化學性，在電子、電氣和汽車零部件等方面的應用顯示優異的性能。
尼龍通常有AABB型和AB型兩種，其區別是用于合成尼龍的單體組成的相異，前者以二元酸和二元胺的鹽(尼龍鹽)為單體，后者主要以內酰胺為單體。
尼龍鹽的制造通常的方法是將二元酸與二元胺分別在乙醇或其他有機溶劑中形成溶液，然后在一個帶攪拌的反應釜中使之完全中和，后經分離、干燥而得到。這些方法都具有溶劑回收問題、中和反應難控制、尼龍鹽中游離酸或胺含量高和能耗高等缺點。
發明內容
本發明旨在提供一種改進的生產耐高溫尼龍鹽的方法，以克服傳統方法的缺點。
本發明的方法包括如下步驟(1)將芳香族二元酸與2～5倍重量的水混合打漿，加熱到60～105℃，備用；(2)將二元胺溶解在1～2倍重量的水中，加熱到60～100℃，備用；(3)將步驟(1)和步驟(2)的兩種原料按照等摩爾比在混合反應，反應溫度控制在60～95℃，反應終點為pH 7.0～7.2；(4)然后在20～40℃的溫度下冷卻結晶，采用常規的方法收集尼龍濕鹽，該鹽可直接用于聚酰胺的聚合，如需干鹽，可將尼龍濕鹽干燥，干燥溫度為40～110℃，即可得到白色粉末狀的尼龍鹽成品，尼龍鹽的分子式為-OOC(C6H4)COO-+H3N(CH2)nNH3+；其中n＝6～16。
本發明所述生產尼龍鹽的原料之一的芳香族二元酸為 或其混合酸。
本發明中用于制備尼龍鹽的二元胺，分子式為H2N(CH2)nNH2，其中n＝6～16，典型的二元胺包括己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺。
步驟(3)的混合反應，最好采用一種靜態混合反應器，該反應器的結構在有關的化學工程手冊中均有詳細的描述，包括反應器外殼和設置在外殼內的內構件，反應器外殼設有芳香族二元酸和二元胺水溶液的進口，一端為反應產物出口。芳香族二元酸和二元胺水溶液在內構件的作用下充分混合打漿，并進行反應。
采用本發明的方法制備所述的尼龍鹽，生產工藝簡化，縮短操作周期及能耗，反應條件溫和，環境友好，生產成本降，可以有效地控制尼龍鹽的游離酸和游離胺含量。
圖1為靜態混合反應器結構示意圖。
具體實施例方式
由圖1可見，靜態混合反應器包括反應器外殼1和設置在外殼1內的內構件2，反應器外殼設有芳香族二元酸水溶液進口3和二元胺水溶液進口4，一端為反應產物出口5。
實施例1將166.13Kg對苯二甲酸加入打漿釜內，再加入2倍重量的去離子水，邊攪拌邊加熱到100℃。同時將116.21Kg己二胺加入到1倍去離子水中，在80℃溫度條件下溶解。分別用計量泵同時將兩種溶液送入混合器，后進入中和槽，控制中和溫度90℃，PH 7.1～7.2。反應物進入結晶器通過冷凍水冷卻，使溫度降至25℃，并形成結晶。將物料放入離心機內，分離后得到濕尼龍6T鹽266.25Kg，收率94.3％。尼龍鹽的熔點284.9℃，游離酸含量0.15％，游離胺含量0.21％。
實施例2將166.13Kg間苯二甲酸加入打漿釜內，再加入2倍重量的去離子水，邊攪拌邊加熱到100℃。分別同時將116.21Kg己二胺加入到1倍去離子水中，在80℃溫度條件下溶解。用計量泵同時將兩種溶液送入混合器，后進入中和槽，控制中和溫度90℃，PH 7.1～7.2。反應物進入結晶器通過冷凍水冷卻，使溫度降至25℃，并形成結晶。將物料放入離心機內，分離后得到濕尼龍6I鹽263.14Kg，收率93.2％。尼龍鹽的熔點265.2℃，游離酸含量0.17％，游離胺含量0.19％。
實施例3將166.13Kg對苯二甲酸和間苯二甲酸的混合酸加入打漿釜內，再加入2倍重量的去離子水，邊攪拌邊加熱到100℃。分別同時將116.21Kg己二胺加入到1倍去離子水中，在80℃溫度條件下溶解。用計量泵同時將兩種溶液送入混合器，后進入中和槽，控制中和溫度90℃，PH 7.1～7.2。反應物進入結晶器通過冷凍水冷卻，使溫度降至25℃，并形成結晶。將物料放入離心機內，分離后得到濕尼龍6T/6I鹽264.83Kg，收率93.8％。尼龍鹽的熔點281.5℃，游離酸含量0.10％，游離胺含量0.18％。
實施例4
將166.13Kg間苯二甲酸加入打漿釜內，再加入2倍重量的去離子水，邊攪拌邊加熱到100℃。分別同時將4158.31Kg壬二胺加入到1倍去離子水中，在80℃溫度條件下溶解。用計量泵同時將兩種溶液送入混合器，后進入中和槽，控制中和溫度90℃，PH 7.1～7.2。反應物進入結晶器通過冷凍水冷卻，使溫度降至25℃，并形成結晶。將物料放入離心機內，分離后得到濕尼龍9T鹽310.16Kg，收率95.6％。尼龍鹽的熔點273.9℃，游離酸含量0.20％，游離胺含量0.14％。
實施例5將166.13Kg對苯二甲酸加入打漿釜內，再加入2倍重量的去離子水，邊攪拌邊加熱到100℃。同時將116.21Kg己二胺加入到1倍去離子水中，在80℃溫度條件下溶解。分別用計量泵同時將兩種溶液送入帶攪拌的中和反應器中，控制中和溫度90℃，PH 7.1～7.2，停留時間1h。反應物通過冷凍水冷卻，使溫度降至25℃，并形成結晶。將物料放入離心機內，分離后得到濕尼龍6T鹽260.25Kg，收率92.2％。尼龍鹽的熔點281.9℃，游離酸含量0.35％，游離胺含量0.40％。
權利要求
1.一種改進的生產耐高溫尼龍鹽的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將芳香族二元酸與水混合打漿，加熱到60～105℃，備用；(2)將二元胺溶解在水中，加熱到60～100℃，備用；(3)將步驟(1)和步驟(2)的兩種原料混合反應，反應溫度控制在60～95℃，反應終點為pH 7.0～7.2；(4)然后在20～40℃的溫度下冷卻結晶，采用常規的方法收集尼龍濕鹽或將尼龍濕鹽干燥，即可得到白色粉末狀的尼龍鹽成品，尼龍鹽的分子式為-OOC(C6H4)COO-+H3N(CH2)nNH3+；其中n＝6～16。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將芳香族二元酸與2～5倍重量的水混合打漿。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將二元胺溶解在1～2倍重量的水中。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將步驟(1)和步驟(2)的兩種原料按照等摩爾比在混合反應器中反應。
5.根據權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，芳香族二元酸為 或 或其混合酸。
6.根據權利要求1～4任一項所述的方法，其特征在于，二元胺，分子式為H2N(CH2)nNH2，其中n＝6～16。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，二元胺選自己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺或十四碳二元胺。
全文摘要
本發明公開了一種改進的生產耐高溫尼龍鹽的方法。方法包括如下步驟(1)將芳香族二元酸與2～5倍重量的水混合打漿，加熱到60～105℃，備用；(2)將二元胺溶解在1～2倍重量的水中，加熱到60～100℃，備用；(3)將步驟(1)和步驟(2)的兩種原料按照等摩爾比在混合反應，反應溫度控制在60～95℃，反應終點為pH 7.0～7.2；(4)然后在20～40℃的溫度下冷卻結晶，采用常規的方法收集尼龍濕鹽。采用本發明的方法制備所述的尼龍鹽，生產工藝簡化，縮短操作周期及能耗，反應條件溫和，環境友好，生產成本降，可以有效地控制尼龍鹽的游離酸和游離胺含量。
文檔編號C07C51/41GK1887841SQ200510027200
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月28日 優先權日2005年6月28日
發明者張懷忠, 李惠文 申請人:上海杰事杰新材料股份有限公司