一种改性尼龙66树脂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性尼龙66树脂及其制备方法和应用。本发明在制备改性尼龙66树脂时通过添加脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶等得到了改性尼龙66树脂。使用脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶在聚合过程中用作改性剂，所述的改性剂可以明显改善本发明的改性尼龙66树脂的纺丝稳定性，使得熔融纺丝过程更加平稳、顺畅，纺丝工艺也更易控制。由改性尼龙66树脂熔融纺丝得到的尼龙66长丝的单丝纤度在0.2~1.0dtex之间，是一种细旦、超细旦纤维。
【专利说明】一种改性尼龙66树脂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及改性尼龙66领域，特别涉及一种在聚合过程中添加了脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶为改性剂的改性尼龙66树脂，以及该改性尼龙66树脂的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]聚酰胺、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯腈等高分子材料可以通过纺丝加工成纤维而分别称为锦纶、丙纶、涤纶和腈纶等用于纺织工业。尼龙纤维织物具有吸汗、质轻、韧性好、回弹性好、抗酸碱等特点，是最适合人类穿着的人造织物之一。随着人们生活水平的提高，对于纺织品的要求也越来越高，纺织纤维的细旦或超细旦化成为一个重要的研究课题。熔融纺丝是一种常用的纺丝方法，通过熔融纺丝可以得到适于纺织用的各类纤维，得到的纤维的单丝纤度可达到1.0dtex,但是，对于尼龙纤维而言，运用熔融直接纺丝的方法制造(超)细旦尼龙纤维的技术尚不成熟。通常，单丝纤度为1.1dtex左右的化学纤维叫细旦纤维，而单丝纤度为0.55dtex左右的化学纤维称为超细旦纤维。尼龙纤维越细，其织物的穿着舒适性越好。因此细旦或超细旦纤维制造技术的开发是近年来各国都重视的高新技术。但是细旦纤维和超细旦纤维的直径比常规的化学纤维(单丝纤度一般为
2.2~6.6dtex)细的多，制造这类化学纤维的技术难度相当大，除了需要选用恰当的纺丝原料和助剂以外，还需要合理选择纺丝技术方案和严格控制纺丝、牵伸等各项生产工艺过程。
[0003]目前，已经有一些关于尼龙纤维细旦或超细旦化的研究和报道。例如，杭州师范大学的来国桥等人通过在尼龙66盐中加入金属离子经过聚合和后缩聚反应制得的尼龙66树脂，然后通过严格控制熔融纺丝的条件得到了细旦、超细旦尼龙66长丝，其单丝纤度在 0.1~1.0dteXo 相关技术信息在 CN201110093112.2Α、CN201110093109.0A 和CN201110085491.0A的中国专利文献中有所描述。
[0004]但是，对于尼龙纤维而言，目前运用熔融直接纺丝的方法制造(超)细旦尼龙纤维的技术尚不成熟，纺丝过程不够平稳、顺畅，影响了相关技术的产业化。因此，急需对尼龙66树脂进行改进，以期望得到具有良好可纺丝性能的细旦、超细旦尼龙66单丝。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供在聚合过程中添加了脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶为改性剂的改性尼龙66树脂。
[0006]本发明的再一目的在于提供一种添加了脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶为改性剂的改性尼龙66树脂的制备方法。
[0007]本发明的还一目的在于提供添加了脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶为改性剂的改性尼龙66树脂的应用。
[0008]本发明在制备改性尼龙66树脂时通过添加脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶等得到了改性尼龙66树脂，使得到的改性尼龙66树脂的熔融纺丝过程更加平稳、顺畅，可以得到细旦、 超细旦的尼龙66长丝。
[0009]本发明的改性尼龙66树脂是在引发剂存在下由尼龙66盐、作为改性剂的脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶、分子量稳定剂、共聚单体、稀土金属化合物和尼龙热稳定剂经混合熔融聚合后得到的；其中:以尼龙66盐的重量为基准，所述的脂肪二元酸与所述的芳香多胺和/或所述的四甲基哌啶为尼龙66盐重量的0.01-5% (优选为尼龙66盐重量的0.02~1%)，所述的芳香多胺与所述的脂肪二元酸的摩尔比是2:1，所述的四甲基哌啶与所述的脂肪二元酸的摩尔比是1:1 ;所述的分子量稳定剂为尼龙66盐重量的0.1-1% ；所述的共聚单体为尼龙66盐重量的f 5% ;所述的稀土金属化合物为尼龙66盐重量的0.01-0.8% ;所述的尼龙热稳定剂为尼龙66盐重量的0.1-0.4%。
[0010]所述的脂肪二元酸选自己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一碳二酸和十二碳二酸中的一种或几种。
[0011 ] 所述的芳香多胺是N，N’ -双(2，2，6，6_四甲基_4_哌啶基)-1, 3_苯二甲酰胺。
[0012]所述的四甲基哌啶是4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶。
[0013]所述的引发剂是去离子水。
[0014]所述的分子量稳定剂是醋酸和/或己二酸。
[0015]所述的共聚单体选自丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和十二内酰胺中的一种或几种。
[0016]所述的稀土金属化合物选自稀土金属盐或稀土金属络合物等中的一种；所述的稀土金属盐或稀土金属络合物中的稀土金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆中的一种；所述的稀土金属盐的阴离子选自氯离子、溴离子、磷酸根、硝酸根、羧酸根、硫酸根中的一种；所述的稀土金属络合物的配体选自含氮、含氧或含硫的有机配体或无机配体中的一种。
[0017]所述的尼龙热稳定剂选自H320/H321系列的尼龙热稳定剂、硬脂酸镁和醋酸铜中的一种或几种；当选自所述的硬脂酸镁和/或所述的醋酸铜时，优选所述的硬脂酸镁和所述的醋酸铜都为尼龙66盐重量的0.02、.07%。
[0018]本发明的改性尼龙66树脂的制备方法包括以下步骤:
[0019](I)以尼龙66盐的重量为基准，将尼龙66盐、重量为尼龙66盐重量0.01~5%(优选为尼龙66盐重量的0.02~1%)的脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶的混合物(所述的芳香多胺与所述的脂肪二元酸的摩尔比是2:1，所述的四甲基哌啶与所述的脂肪二元酸的摩尔比是1:1)、重量为尼龙66盐重量0.5~2%的引发剂、重量为尼龙66盐重量0.的分子量稳定剂、重量为尼龙66盐重量f 5%的共聚单体、重量为尼龙66盐重量0.01-0.8%的稀土金属化合物和重量为尼龙66盐重量0.1-0.4%的尼龙热稳定剂加入到反应釜中，打开搅拌器进行混合搅拌；当原料混合均匀后，密闭反应釜，对反应釜进行充氮气及抽真空处理以排出反应釜内的空气；然后向反应釜内充入氮气，使反应釜内的初始压强维持在0.2~
0.5MPa 之间；
[0020](2)将步骤(1)得到的初始压强维持在0.2^0.5MPa之间的反应釜的温度由室温在90^120分钟内均匀升温至温度为18(T220°C，并保温30~60分钟，同时将反应釜内的压强维持在1.5~2MPa之间；然后继续加热反应釜，使得反应釜的温度在120-180分钟内由温度为18(T220°C升温至温度为28(T285°C，在此期间，匀速降低反应釜内的压强至常压，并排除反应釜内的气体物质；在温度为28(T285°C保温30-60分钟后，打开真空泵，将反应釜内的压强降低至0.003mbar，并在该压强下持续1~4小时；停止搅拌，向反应釜内充入氮气，使反应釜内的压强由0.003mbar升高至0.2^0.5MPa，打开反应釜的出料阀，流出改性尼龙66树脂的熔体，经冰水浴淬火得到改性尼龙66树脂。
[0021]所述的脂肪二元酸选自己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一碳二酸和十二碳二酸中的一种或几种。
[0022]所述的芳香多胺是N，N’ -双(2，2，6，6_四甲基_4_哌啶基)_1，3_苯二甲酰胺。
[0023]所述的四甲基哌啶是4-氨基-2，2，6，6_四甲基哌啶。
[0024]所述的引发剂是去离子水。
[0025]所述的分子量稳定剂是醋酸和/或己二酸。
[0026]所述的共聚单体选自丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和十二内酰胺中的一种或几种。
[0027]所述的稀土金属化合物选自稀土金属盐或稀土金属络合物等中的一种；所述的稀土金属盐或稀土金属络合物中的稀土金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆中的一种；所述的稀土金属盐的阴离子选自氯离子、溴离子、磷酸根、硝酸根、羧酸根、硫酸根中的一种；所述的稀土金属络合物的配体选自含氮、含氧或含硫的有机配体或无机配体中的一种。
[0028]所述的尼龙热稳定剂选自H320/H321系列的尼龙热稳定剂、硬脂酸镁和醋酸铜中的一种或几种；当选自所述的硬脂酸镁和所述的醋酸铜时，优选所述的硬脂酸镁和所述的醋酸铜都为尼龙66盐重量的0.02~0.07%。
[0029]本发明的改性尼龙66树脂可经熔融纺丝进行制备单丝纤度在0.2^1.0dtex之间的尼龙66长丝。
[0030]所述的熔融纺丝是将改性尼龙66树脂在温度为18(T320°C进行熔融后送至纺丝机中，通过喷丝板上的喷丝孔(所述的喷丝板的孔数为10-120个，孔径为0.1~0.7mm，喷丝板的长径比为2~4)后得到单丝纤度在0.2~1.0dtex之间的尼龙66长丝，所得尼龙66长丝经卷绕成捆(卷绕速度为200(T5500m/min)。
[0031]所述的熔融纺丝之前进一步对改性尼龙66树脂进行干燥，干燥温度可为9(T100°C，干燥的时间可为24~48小时。
[0032]所述的尼龙66长丝在卷绕之前还可进行热牵伸，热牵伸的温度在8(Tl80°C之间。
[0033]本发明的改性尼龙66树脂使用脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶在聚合过程中用作改性剂，所述的改性剂可以明显改善本发明的改性尼龙66树脂的纺丝稳定性，使得熔融纺丝过程更加平稳、顺畅，纺丝工艺也更易控制。由改性尼龙66树脂熔融纺丝得到的尼龙66长丝的单丝纤度在0.2^1.0dtex之间，是一种细旦、超细旦纤维。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1.本发明实施例7得到的含LaCl3的改性尼龙66树脂与对比例I得到的尼龙66树脂及对比例2得到的含LaCl3的尼龙66树脂在熔融纺丝过程中，三种不同尼龙66树脂熔体在由挤出机挤出的过程中，挤出机的马达的电流与挤出的时间之间的关系图。
【具体实施方式】 [0035]下面结合实施例进一步对本发明进行说明，应该理解，下述实施例仅用于说明本发明，而不应理解为是对本发明的限定。
[0036]实施例1
[0037]表1:含LaCl3的改性尼龙66树脂的配方
【权利要求】
1.一种改性尼龙66树脂，其特征是:所述的改性尼龙66树脂是在引发剂存在下由尼龙66盐、脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶、分子量稳定剂、共聚单体、稀土金属化合物和尼龙热稳定剂经混合熔融聚合后得到的；其中:以尼龙66盐的重量为基准，所述的脂肪二元酸与所述的芳香多胺和/或所述的四甲基哌啶为尼龙66盐重量的0.01-5％，所述的芳香多胺与所述的脂肪二元酸的摩尔比是2:1，所述的四甲基哌啶与所述的脂肪二元酸的摩尔比是1:1 ;所述的分子量稳定剂为尼龙66盐重量的0.1-1% ;所述的共聚单体为尼龙66盐重量的1- 5% ;所述的稀土金属化合物为尼龙66盐重量的0.01-0.8% ;所述的尼龙热稳定剂为尼龙66盐重量的0.1-0.4%。 所述的共聚单体选自丁内酰胺、戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和十二内酰胺中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的脂肪二元酸与所述的芳香多胺和/或所述的四甲基哌啶为尼龙66盐重量的0.02~1%。
3.根据权利要求1或2所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的脂肪二元酸选自己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一碳二酸和十二碳二酸中的一种或几种； 所述的芳香多胺是N，N’ -双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1, 3-苯二甲酰胺； 所述的四甲基哌啶是4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶。
4.根据权利要求1所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的引发剂是去离子水。
5.根据权利要求1所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的分子量稳定剂是醋酸和/或己二酸。
6.根据权利要求1所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的稀土金属化合物选自稀土金属盐或稀土金属络合物中的一种；所述的稀土金属盐或稀土金属络合物中的稀土金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆中的一种；所述的稀土金属盐的阴离子选自氯离子、溴离子、磷酸根、硝酸根、羧酸根、硫酸根中的一种；所述的稀土金属络合物的配体选自含氮、含氧或含硫的有机配体或无机配体中的一种。
7.根据权利要求1所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的尼龙热稳定剂选自H320/H321系列的尼龙热稳定剂、硬脂酸镁和醋酸铜中的一种或几种。
8.根据权利要求1或7所述的改性尼龙66树脂，其特征是:所述的尼龙热稳定剂选自硬脂酸镁和/或所述的醋酸铜时，所述的硬脂酸镁和所述的醋酸铜都为尼龙66盐重量的0.02、.07%。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的改性尼龙66树脂的制备方法，特征是，所述的制备方法包括以下步骤: (I)以尼龙66盐的重量为基准，将尼龙66盐、重量为尼龙66盐重量0.01-5%的脂肪二元酸与芳香多胺和/或四甲基哌啶的混合物、重量为尼龙66盐重量0.5^2%的引发剂、重量为尼龙66盐重量0.1-1%的分子量稳定剂、重量为尼龙66盐重量1-5％的共聚单体、重量为尼龙66盐重量0.01-0.8%的稀土金属化合物和重量为尼龙66盐重量0.1-0.4%的尼龙热稳定剂加入到反应釜中，打开搅拌器进行混合搅拌；当原料混合均匀后，密闭反应釜，对反应釜进行充氮气及抽真空处理以排出反应釜内的空气；然后向反应釜内充入氮气，使反应釜内的初始压强维持在0.2~0.5MPa之间；其中:所述的芳香多胺与所述的脂肪二元酸的摩尔比是2:1，所述的四甲基哌啶与所述的脂肪二元酸的摩尔比是1:1 ;(2)将步骤(1)得到的初始压强维持在0.2^0.5MPa之间的反应釜的温度由室温在90^120分钟内均匀升温至温度为18(T220°C，并保温30~60分钟，同时将反应釜内的压强维持在1.5~2MPa之间；然后继续加热反应釜，使得反应釜的温度在120-180分钟内由温度为18(T220°C升温至温度为28(T285°C，在此期间，匀速降低反应釜内的压强至常压，并排除反应釜内的气体物质；在温度为28(T285°C保温30-60分钟后，打开真空泵，将反应釜内的压强降低至0.003mbar，并在该压强下持续1~4小时；停止搅拌，向反应釜内充入氮气，使反应釜内的压强由0.003mbar升高至0.2^0.5MPa，打开反应釜的出料阀，流出改性尼龙66树脂的熔体，经冰水浴淬火得到改性尼龙66树脂。
10.一种根据权利要求1-8任意一项所述的改性尼龙66树脂的应用，特征是:所述的改性尼龙66树脂经熔融纺丝进行制备单丝纤度在0.2~1.0dtex之间的尼龙66长丝。
【文档编号】C08K5/098GK103910876SQ201210592810
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】马永梅, 桑欣欣, 李鹏洲, 张电子, 杨前华, 曹新宇, 张京楠, 向前, 贺丹 申请人:中国科学院化学研究所, 平顶山神马工程塑料有限责任公司