一種耐高溫共聚尼龍6t/6i材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料尼龍合成領域，涉及一種耐高溫共聚尼龍材料及其制備方 法。 技術背景
[0002] 尼龍(聚酰胺）是當前國內外應用最廣泛的一種熱塑性工程塑料，它具有強韌耐 磨、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、耐油等優異特性，被廣泛應用于汽車零配件、電子電器、機械等 行業，六十年來，在工程塑料的激烈競爭中穩步增長，其需求量迄今一直居于五大工程塑料 的首位。
[0003] 隨著工業發展需求，新設計發明的多數電機和會發熱部件的罩殼存在一種采用耐 高溫高分子材料代替金屬和熱固性材料的趨勢，雖然市場上出現了用塑料代替金屬做了一 些部件，一般的工程塑料具有金屬性能，但某些產品會在高溫下發生軟化從而失去應有的 性能，最終對生產運作產生嚴重問題和影響，耐高溫尼龍在這種背景下應運而生，目前耐高 溫尼龍材料有著廣闊的空間巨大的市場需求。
[0004] 經對現有技術的文獻檢索發現，目前，已經工業化生產的半芳香尼龍品種主要有 聚對苯二甲酰己二胺（PA6T)和聚對苯二甲酰壬二胺（PA9T)。但是PA6T的熔點高過其熱分 解溫度，不能進行熔融加工成型；而PA9T的生產成本過高，這些都在一定程度上限制了它 們的廣泛應用。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的耐高溫尼龍合成成本高及后續 加工困難的缺陷，提供一種簡單易行的耐高溫共聚尼龍6T/6I材料及其制備方法。
[0006] 為了解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：
[0007] -種耐高溫共聚尼龍6T/6I材料，由包含以下摩爾數的組分制成：
[0008] 對苯二甲酸 10.00-14.00mol; M 苯.:φ酸 6.00-10.00mol; 己:胺 19.20-l9.80mol； 成核齊丨J 0.035-0.05mol；
[0009] 催化劑 0.015-0.03mol: 去離子水 250-350mol"
[0010] 所述成核劑為硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣、二氧化鈦或二氧化硅，優選硫酸鋇。
[0011] 所述的催化劑為次亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、磷酸鉀、磷酸鎂、磷 酸鈣、磷酸鋅、次亞磷酸鉀、次亞磷酸鈉、次亞磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅，優選次亞 磷酸鈉。
[0012] 所述的耐高溫共聚尼龍6T/6I材料的熔點不低于300°C。
[0013] 一種上述耐高溫共聚尼龍6T/6I材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)按照上述配比稱取以下摩爾數的各組分原料：對苯二甲酸10. 00-14. OOmol， 間苯二甲酸 6. 00-10. OOmol，己二胺 19. 20-19. 80mol，成核劑 0· 035-0. 05mol，催化劑 0. 015-0. 03mol，混合均勻，然后將其加入到裝有攪拌裝置的高壓聚合反應釜中，稱取 200-300mol含量的去離子水于反應釜中，開啟攪拌，用惰性氣體置換預留在反應釜內的空 氣三次，并且預留0. 04-0. 08MPa惰性氣體作為保護氣；
[0015] (2)通過循環導熱油對反應釜進行加熱升溫，當反應釜溫度為90_130°C時對釜內 進行保溫，保溫時間為1.0-2. 0小時，保溫結束，繼續升高溫度，此時反應釜內有大量水蒸 氣產生使壓力上升，升溫大約15-25分鐘后，壓力為2. 25-2. 60MPa時，通過釋放體系反應產 生的水蒸氣實現對反應釜進行保壓，恒壓時間為〇. 5-1. 5小時，之后對反應釜進行卸壓，等 到反應釜內的壓力卸至常壓時，繼續攪拌3-8min，在卸壓過程中繼續加熱升溫，但控制溫度 控制在335-345°C之間；出料冷卻切粒，得到耐高溫共聚尼龍6T/6I材料。
[0016] 步驟（1)中所述的惰性氣體為氮氣、二氧化碳、氬氣或氦氣中的一種,優選氮氣。
[0017] 步驟（1)中所述的攪拌速率為80-120r/min。
[0018] 步驟（2)中所述的升溫速率為8-12°C /min。
[0019] 本發明同現有技術相比，具有以下優點：
[0020] (1)合成的耐高溫尼龍熔點均在300°C以上，耐高溫性好，流動性較好，力學性能優 異。
[0021] (2)反應步驟簡單，反應所用的設備成本低廉，同時反應條件較為溫和無需高溫高 壓，因此對設備的要求不高，能耗也較小，適合工業化推廣生產。
[0022] (3)所用的溶劑為去離子水，沒有毒性，來源廣泛，綠色環保，對于減輕環境壓力， 保護環境方面具有極其重要的意義。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明，而不用 于限定本發明的保護范圍。在實際應用中技術人員根據本發明做出的改進和調整，仍屬于 本發明的保護范圍。
[0024] 在以下的實施例中，采用以下檢測方法：
[0025] 熔點測試采用差示掃描熱量計（DSC熱分析儀）進行測試分析得到。
[0026] 拉伸性能按GB/T1040. 1-2006測試，拉伸速率5mm/min，在恒溫恒濕實驗條件下測 試。
[0027] 簡支梁缺口沖擊強度按GB/T1043測試，在恒溫恒濕實驗條件下測試。
[0028] 彎曲強度GB/T9341-2008測試，下壓速率I. 25mm/min，在恒溫恒濕實驗條件下測 試。
[0029] 洛氏硬度按ASTM D785-08測試。
[0030] 熔體流動速率（MFR)按GB/T3682-2000,在315°C，2. 16kg條件下測試。
[0031] 實施例1
[0032] (1)按比例稱量對苯二甲酸166L 30g (10. OOmol)，間苯二甲酸166L 30g (10. OOmol)，己二胺 2300. 96g (19. 80mol)，次亞磷酸鈉 I. 29g (0· 015mol)，混合均勻并 將其倒入25L聚合反應釜中，注入4. 50kg去離子水（250mol)和成核劑硫酸鋇8. 16865g (0.035mol)于反應釜中，開啟攪拌裝置，攪拌速度為80r/min，用氮氣置換預留在反應釜內 的空氣至少三次，且預留0. 〇4MPa氮氣作為保護氣。
[0033] (2)通過循環導熱油以8°C /min升溫速率對反應釜進行加熱升溫，當反應釜溫度 為90°C時對釜內進行保溫，保溫時間2h，保溫結束對反應釜進行升溫，此時壓力隨之上升， 大約經過15min后壓力為2. 25MPa，通過釋放體系反應產生的水蒸氣實現對反應釜進行保 壓，恒壓時間為1. 5小時，之后對反應釜進行卸壓，等到反應釜內的壓力卸至常壓時，繼續 攪拌3min，其中在卸壓過程中，繼續升溫且控制釜內最終溫度不超過335°C，最后出料冷卻 切粒，得到一種耐高溫共聚尼龍6T/6I材料。
[0034] 實施例2
[0035] (1)按比例稱量對苯二甲酸1827.43g (ll.OOmol)，間苯二甲酸1495. 17g (9. OOmol)，己二胺 2289. 34g (19. 70mol)，磷酸鎂 6. 57g (0· 025mol)，混合均勻并將其倒入 25L聚合反應釜中，注入5. 40kg去離子水（300mol)和成核劑滑石粉11. 74g (0· 045mol)于 反應釜中，開啟攪拌裝置，攪拌速度為l〇〇r/min，用氮氣置換預留在反應釜內的空氣至少三 次，且預留0. 〇5MPa氮氣作為保護氣。
[0036] (2)通過循環導熱油以KTC /min升溫速率對反應釜進行加熱升溫，當反應釜溫度 為120°C時對釜內進行保溫，保溫時