一种透明尼龙及其制备方法
【专利摘要】本发明属于尼龙制备技术领域，特别提供了一种透明尼龙及其制备方法，透明尼龙原料包括摩尔比1：1的环状结构二胺和二元羧酸，以及占所述环状结构二胺和二元羧酸质量比100～150％的去离子水、0.02％～0.5％的防老剂、0.02％～2％的抗氧剂和0.05％～2.5％的分子量调节剂。将反应原料加入到成盐釜中加热中和成盐，再加入聚合釜中缩聚得到透明尼龙。本发明制备的透明尼龙具有结晶度低、透明度高、热变形温度高的优点。
【专利说明】
一种透明尼龙及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于尼龙制备技术领域，特别提供了一种透明尼龙及其制备方法。
【背景技术】
[0002]透明尼龙亦称为非晶性尼龙，是一种几乎不发生聚合物结晶化或结晶速度非常小的特殊聚酰胺，透明尼龙的透光率可达85?95%，与光学玻璃相近，且具有高阻隔性、优良的耐蒸煮性;透明尼龙由于其具有良好的粘结性、高刚性、坚韧、耐冲击、吸水率低、及对温度和湿度的变化稳定性好，其机械强度和电性能几乎不随含湿量而改变的特性，使其主要用于电气设备中的高级光学透镜;工业上用于安全防护罩、仪器仪表窗及食品包装材料等；在工程塑料改性方面，用于代替金属做纤维成型机头、汽车零部件等工程结构材料;特别是在光学眼镜行业，透明尼龙由于其高透高韧级，常应用于太阳眼镜，光学眼镜的框，脚套等，适用于生产各类眼镜如运动眼镜、太阳眼镜和细边或无边眼睛镜片和镜框。
[0003]透明尼龙的制备一般可从三个方向着手:1、降低聚酰胺的结晶度，制的非晶态制品；2、将晶区尺寸减小至低于可见光波长范围；3、通过共混、共聚等手段使晶区与非晶区的折射率相近。目前的透明尼龙主要存在结晶度高导致透明度低、黄度指数高、热变形温度低等问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透明尼龙及其制备方法，使具有阻碍结晶的特殊单体:4，4_ 二胺基二环己基甲烷、4，4_ 二胺基二环己基丙烷、3，3_ 二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷中的一种或多种与二元羧酸发生中和反应，然后再聚合得到结晶度低、透明度高、热变形温度高的透明尼龙树脂。
[0005]本发明是这样实现的，根据本发明的一个方面，提供了一种透明尼龙，原料包括摩尔比1:1的环状结构二胺和二元羧酸，以及占环状结构二胺和二元羧酸质量比30?60%的去离子水、0.02%?0.5%的防老剂、0.02%?2%的抗氧剂和0.05 %?2.5 %的分子量调节剂。
[0006]进一步地，环状结构二胺为4，4-二胺基二环己基甲烷、4，4-二胺基二环己基丙烷、3，3_ 二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷中的一种或多种。
[0007]进一步地，二元羧酸为癸二酸、十二碳二元酸、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或多种。
[0008]进一步地，防老剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸钠、磷酸三甲酯、亚磷酸三苯脂中的一种或多种。
[0009]进一步地，抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1222、抗氧剂168中的一种或多种复合。
[0010]进一步地，分子量调节剂为冰醋酸、十二碳二元酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或多种。
[0011]根据本发明的另外一个方面，提供了一种制备透明尼龙的方法，包括如下步骤:
[0012]I)将二元羧酸和环状结构二胺、去离子水按比例加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，测盐溶液的pH ；
[0013]2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时按比例加入防老剂、抗氧剂、分子量调节剂，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.2?1.75Mpa直到成盐釜内温度达到210?220°C —以0.01?0.031^&/11^11的速度使釜内压力降至常压，温度为240?260°C—常压下排气15?60min—加入⑶2使釜内压力升至0.3?1.01^^，打开出料阀门切粒出料，得到透明尼龙。
[0014]进一步地，步骤I)中物料中和后的pH范围为7.7?7.85。
[0015]进一步地，步骤I)中物料中和后的pH优选为7.8。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:提供了一种透明尼龙及其制备方法，制得的尼龙具有结晶度低、透明度高、热变形温度高的优点。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]为了解决现有透明尼龙透明度低、黄度指数高、热变形温度低的问题，本发明提供了一种透明尼龙及其制备方法，通过加入具有阻碍结晶的特殊单体一 4，4_ 二胺基二环己基甲烷、4，4_ 二胺基二环己基丙烷、3，3_ 二甲基-4，4_ 二胺基二环己基甲烷中的一种或多种，降低尼龙的结晶度从而增加其透明度，并且具有黄度指数低、热变形温度高的优点。
[0019]实施例1、
[0020]一种透明尼龙，原料包括54.1Kg的4，4 ’ -二氨基二环己基丙烷和45.9Kg的癸二酸，以及150Kg的去离子水、0.03Kg的磷酸防老剂、0.5Kg的抗氧剂1010和0.13Kg的分子量调节剂冰醋酸。
[0021 ]按照上述原料制备透明尼龙:
[0022]I)将4，4’_二氨基二环己基丙烷、癸二酸、去离子水加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，pH为7.85;
[0023]2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时加入磷酸、抗氧剂1010和冰醋酸，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.75Mpa直到成盐釜内温度达到220°C —以0.03Mpa/min的速度使釜内压力降至常压，温度为240°C—常压下排气30min—加入CO2使釜内压力升至1.0Mpa，打开出料阀门切粒出料，得到98.1Kg透明尼龙，所得透明尼龙的相对粘度为2.08，其透光率为88.5%,热变形温度为112°C(1.8MPa)。
[0024]实施例2、
[0025]一种透明尼龙，原料包括50.85Kg的3，3_二甲基_4，4_二胺基二环己基甲烷和49.15Kg的十二碳二元酸，以及10Kg的去离子水、0.08Kg的亚磷酸防老剂、0.3Kg的抗氧剂1098和1.2Kg的分子量调节剂十二碳二元酸。制备透明尼龙的方法与实施例1相同。
[0026]按照上述原料制备透明尼龙:
[0027]I)将3，3-二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷、十二碳二元酸、去离子水加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，pH为7.7;
[0028]2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时加入亚磷酸、抗氧剂1098和十二碳二元酸，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.2Mpa直到成盐釜内温度达到215°C —以0.01Mpa/min的速度使釜内压力降至常压，温度为240°C—常压下排气15min—加入CO2使釜内压力升至0.3Mpa，打开出料阀门切粒出料，得到92.5Kg透明尼龙，所得透明尼龙的相对粘度为1.82，其透光率为91.5%，热变形温度为122°C(1.8MPa)。
[0029]实施例3、
[0030]一种透明尼龙，原料包括25.48Kg的4，4 ’ -二氨基二环己基甲烷、27.05Kg的3，3-二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷和47.47Kg的癸二酸、120Kg的去离子水、0.08Kg的亚磷酸防老剂、质量均为0.2Kg的抗氧剂1010和抗氧剂168、1.0Kg的对苯二甲酸分子量调节剂。
[0031 ]按照上述原料制备透明尼龙:
[0032]I)将4，4’_二氨基二环己基甲烷、3，3_二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷、癸二酸、去离子水加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，pH为7.8 ；
[0033]2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时加入亚磷酸、抗氧剂1010和抗氧剂168、对苯二甲酸，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.5Mpa直到成盐釜内温度达到220°C —以0.01Mpa/min的速度使釜内压力降至常压，温度为245°C—常压下排气60min—加入⑶2使釜内压力升至0.3Mpa，打开出料阀门切粒出料，得到92.3Kg透明尼龙，所得透明尼龙的相对粘度为2.02，其透光率为89.5%，热变形温度为97 °C(1.8MPa)0
[0034]实施例4、
[0035]一种透明尼龙，原料11.17Kg的4，4’_二氨基二环己基甲烷、40.68Kg的3，3_二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷和39.32Kg的十二碳二酸、8.83Kg的间苯二甲酸、150Kg的去离子水、0.02Kg的磷酸防老剂、质量均为0.25Kg的抗氧剂1098和抗氧剂168、0.6Kg的间苯二甲酸分子量调节剂。
[0036]按照上述原料制备透明尼龙:
[0037]I)将4，4’_二氨基二环己基甲烷、3，3_二甲基-4，4-二胺基二环己基甲烷、十二碳二酸、间苯二甲酸、去离子水加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，pH为7.8 ；
[0038]2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时加入磷酸、抗氧剂1098和抗氧剂168、间苯二甲酸，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.5Mpa直到成盐釜内温度达到220°C —以0.02Mpa/min的速度使釜内压力降至常压，温度为260°C—常压下排气60min—加入CO2使釜内压力升至0.5Mpa，打开出料阀门切粒出料，得到91.4Kg透明尼龙，所得透明尼龙的相对粘度为1.75，其透光率为90.5%，热变形温度为132°C(1.8MPa)0
[0039]在以上实施例中，二元羧酸还可以是己二酸、对苯二甲酸的一种或两种；防老剂还可以是次亚磷酸钠、磷酸三甲酯、亚磷酸三苯脂中的一种或多种；抗氧剂还可以是抗氧剂1076、抗氧剂1222中的一种或两种。
【主权项】
1.一种透明尼龙，其特征在于，原料包括摩尔比I: I的环状结构二胺和二元羧酸，以及占所述环状结构二胺和二元羧酸质量比100?150%的去离子水、0.02%?0.5%的防老剂、0.02%?2%的抗氧剂和0.05%?2.5%的分子量调节剂。2.按照权利要求1所述的透明尼龙，其特征在于，所述环状结构二胺为4，4_二胺基二环己基甲烷、4，4-二胺基二环己基丙烷、3，3-二甲基-4，4_ 二胺基二环己基甲烷中的一种或多种。3.按照权利要求1所述的透明尼龙，其特征在于，所述二元羧酸为癸二酸、十二碳二元酸、己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或多种。4.按照权利要求1所述的透明尼龙，其特征在于，所述防老剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸钠、磷酸三甲酯、亚磷酸三苯脂中的一种或多种。5.按照权利要求1所述的透明尼龙，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1222、抗氧剂168中的一种或多种复合。6.按照权利要求1所述的透明尼龙，其特征在于，所述分子量调节剂为冰醋酸、十二碳二元酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的一种或多种。7.制备按照权利要求1?6任一所述的透明尼龙的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将二元羧酸和环状结构二胺、去离子水按比例加入到成盐釜中，加热至沸腾后中和成盐，测盐溶液的pH; 2)将成盐釜中的盐溶液压入到聚合釜中，同时按比例加入防老剂、抗氧剂、分子量调节剂，按照如下程序使其反应:加热升温升压，保持成盐釜内压力在1.2?1.75Mpa直到成盐釜内温度达到210?220 °C —以0.01?0.03Mpa/min的速度使釜内压力降至常压，温度为240?260°C—常压下排气15?60min—加入⑶2使釜内压力升至0.3?1.01^?，打开出料阀门切粒出料，得到透明尼龙。8.按照权利要求7所述的制备透明尼龙的方法，其特征在于，步骤I)中物料中和后的pH范围为7.7?7.85。9.按照权利要求9所述的制备透明尼龙的方法，其特征在于，步骤I)中物料中和后的pH优选为7.8。
【文档编号】C08K5/526GK105949456SQ201610304943
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】张全福, 王朝进, 侯绍刚, 张桂珍, 杨春艳, 郭延春
【申请人】山东东辰工程塑料有限公司