CN108047444B

CN108047444B - 一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料及其制备方法

Info

Publication number: CN108047444B
Application number: CN201810001594.6A
Authority: CN
Inventors: 季君晖; 邹光继; 王萍丽; 冯梧桐; 任中来
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date: 2018-01-02
Filing date: 2018-01-02
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2038-01-02
Also published as: CN108047444A

Abstract

本发明公开了一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料及其制备方法，所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料由对苯二甲酸、癸二胺和长碳链脂肪族二元酸共聚制得；其中，所述对苯二甲酸、长碳链脂肪族二元酸和癸二胺的摩尔份数分别为：对苯二甲酸：20～60份；长碳链脂肪族二元酸：40～80份；癸二胺：101～103份；且，对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔份数总和为100份。通过引入长碳链脂肪族二元酸作为第三单体破坏PA10T分子链的规整度，致使其结晶能力下降，结晶度降低，从而表现高透明性；同时，长碳链具有高柔顺性和低吸水性，可以有效地改善产品的加工性能和冲击韧性，降低其吸水率。

Description

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域。更具体地，涉及一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料及其制备方法。

背景技术

透明聚酰胺是一种非晶型或者微结晶热塑性尼龙，透明性优异(透光率可达85％～95％)，甚至超过聚碳酸酯(PC)，接近聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此外，透明聚酰胺还具有机械强度高、韧性好、热稳定性好、耐腐蚀性好、耐磨性优异、电绝缘性好、尺寸稳定性好、成型收缩率低、无毒、无臭、吸水率低和耐老化性优异等特点，既可以单独使用，也易与其它高聚物进行合金化改性，因此在精密光学仪器、食品包装、灯具外罩、高档体育器材、安全防护罩、仪器仪表窗和汽车零部件等领域有广泛的应用。

制备透明聚酰胺可以从以下三个方面来实现：(1)抑制聚酰胺的结晶，得到非晶或低结晶度产品；(2)减小晶区尺寸至其低于可见光波长范围；(3)通过共混和共聚等方法使晶区和非晶区的折射率接近。

专利CN103435796B用半芳香族酰胺盐(9I、9T、10I和10T盐)、脂肪族酰胺盐(610和1010盐)、成核剂、抗氧化剂和增白剂制备了综合性能良好的透明聚酰胺。但该方法需要预先制备和提纯酰胺盐，工艺繁琐，不利于连续生产。此外，使用的610和1010盐虽然具有较长的脂肪链，但限制产品结晶的能力有限，仍然需要添加成核剂来提高其透明度，而过量的成核剂会导致产品冲击韧性的下降。

专利CN103073717B公开了用对苯二甲酸和2,2,4-三甲基己二胺、11-氨基十一酸、成核剂和去离子水为原料制备的半芳香族透明聚酰胺，该透明聚酰胺具有优异的透明性、热稳定性、和尺寸稳定性，但使用的含多侧基的二元胺生产工艺复杂，价格较高，使得透明聚酰胺的成本较高。

专利CN101372531B以国产廉价的二聚酸、芳香族二元酸和脂肪族直链二元胺为原料，经熔融缩聚得到透光率达90％以上的透明共聚聚酰胺，该透明聚酰胺具有较高的耐热性和较好的加工性能。但聚酰胺在熔融缩聚过程中易发生副反应，造成产品的性能不稳定。

聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)是我国金发科技股份有限公司率先实现商业化的高性能半芳香聚酰胺，癸二胺作为其原料之一可以完全由蓖麻油生物发酵制取，具有绿色环保的特点，这使得PA10T具有很广的发展前景。

目前，高性能透明聚酰胺的生产技术主要被国外企业垄断。因此，在PA10T的基础上开发一系列具有自主知识产权的高性能透明聚酰胺具有重大的现实意义。

因此，本发明提供了一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料及其制备方法，不仅降低了成本，而且提高了材料的冲击韧性和加工性能。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料。

本发明的另一个目的在于提供一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备方法。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料，由对苯二甲酸、癸二胺和长碳链脂肪族二元酸共聚制得；其中，所述对苯二甲酸、长碳链脂肪族二元酸和癸二胺的摩尔份数分别为：

对苯二甲酸：20～60份；

长碳链脂肪族二元酸：40～80份；

癸二胺：101～103份；

且，对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔份数总和为100份。

本发明通过引入长碳链脂肪族二元酸作为第三单体破坏PA10T分子链的规整度，致使其结晶能力下降，结晶度降低，从而表现高透明性；同时，长碳链具有高柔顺性和低吸水性，可以有效地改善产品的加工性能和冲击韧性，降低其吸水率。另外，对苯二甲酸分子中的苯环及其对称性，能够赋予高分子链很好的刚性和规整性，从而给聚合物带来良好的耐热性和机械性能，而对苯二甲酸是一种成熟的工业化产品，价格便宜。此外，癸二胺的摩尔量高于对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔量之和，过量的癸二胺可以弥补放气过程中的损失。

优选地，所述长碳链脂肪族二元酸为十二烷二酸(HOOC(CH₂)₁₀COOH)和/或十四烷二酸(HOOC(CH₂)₁₂COOH)。本发明优选的长碳链二元酸为十二烷二酸和/或十四烷二酸；其中十二烷二酸可以由植物油(如棕榈油)经微生物发酵制取，是一种生物基原料，具有可持续发展的特点；而十四烷二酸可由价格低廉、来源丰富的石油提炼副产品经微生物发酵制取，绿色环保。

优选地，所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料的特性粘度为1.1～2.4dL/g；其中，因聚酰胺需要有一定的分子量来保证力学性能，也需要合适的粘度以便于加工，当所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料在上述特性粘度范围之内时，该材料既有稳定的、较高的力学性能，也拥有良好的加工性能。

为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

一种上述半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将对苯二甲酸、癸二胺、长碳链二元酸、催化剂、助剂和去离子水混合，搅拌升温进行成盐反应，再升温加压进行预聚反应，得预聚物；

2)将预聚物粉碎，升温进行固相聚合反应，得半芳香族透明共聚聚酰胺材料。本发明采用一步法进行预聚合反应，省略聚酰胺盐的分离和提纯过程，整个反应工艺简单、易操作、生产效率高，有利于工业化生产；此外，通过固相聚合法来进一步提高聚合物分子量得到最终产品，对设备要求低，节约生产成本，产品质量较易控制；同时整个工艺以水作为反应介质，不使用任何有机溶剂，绿色环保，也有助于降低生产成本。

优选地，步骤1)中所述成盐反应的条件为：搅拌条件下，于0.5～1h内升温至70～100℃，恒温1～2h进行成盐反应。本发明的反应体系在70～100℃下恒温1～2h，本发明在较低的温度下进行成盐反应，可以通过聚酰胺盐的形成来有效地减少癸二胺在放气阶段的挥发，维持二酸和二胺的等摩尔比，从而保证材料性能的稳定；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，所述成盐反应升温至，例如，70～80℃、80～100℃等；所述成盐反应的恒温时间为例如，1～1.5h、1.5～2h等。

优选地，步骤1)中所述预聚合反应的条件为：搅拌条件下，于1～2h内升温至200～240℃，升温期间通过排出釜内气体控制压力最高为1.5～2.2MPa，恒温预聚合1～3h。本发明在预聚过程反应温度在200～240℃进行，能耗低，产物稳定容易控制；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，所述预聚合反应升温至，例如，200～230℃、200～225℃、200～220℃、200～210℃、210～240℃、210～230℃、210～225℃、210～220℃、220～240℃、220～230℃、220～225℃、225～240℃、225～230℃、230～240℃等；所述预聚合反应的恒温预聚合时间为，例如，1～2h、1～1.5h、1.5～3h、1.5～2h、2～3h等。

优选地，步骤1)中所述预聚合反应后，还包括下述步骤：在1～3h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，得预聚物。

优选地，步骤2)中所述固相聚合反应的条件为：升温至固相聚合温度140-240℃，10～20Pa下进行固相聚合4～24h；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，所述固相聚合温度为，例如，140～200℃、140～185℃、140～180℃、140～175℃、140～170℃、140～165℃、140～160℃、160～240℃、160～200℃、160～185℃、160～180℃、160～175℃、160～170℃、160～165℃、165～200℃、165～185℃、165～180℃、165～175℃、165～170℃、170～200℃、170～185℃、170～180℃、170～175℃、175～200℃、175～185℃、175～180℃、180～200℃、180～185℃、185～200℃等；所述固相聚合时间为，例如，4～10h、4～8h、8～24h、8～10h、10～24h等。

优选地，步骤1)中所述催化剂为次亚磷酸钠，所述催化剂的质量为对苯二甲酸、癸二胺和长碳链二元酸总质量的0.1～0.5wt％。

优选地，步骤1)中所述助剂包括封端剂和抗氧剂；其中，所述封端剂为苯甲酸和/或乙酸，所述封端剂的摩尔数为对苯二甲酸和长碳链二元酸总摩尔数的0.5～3mol％。

所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，所述抗氧剂的质量为对苯二甲酸、癸二胺和长碳链二元酸总质量的0.02～0.5wt％。

优选地，步骤1)中所述去离子水的质量为所有投料总质量的0.5～1.5倍。

如无特殊说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明利用长碳链显著抑制了产品的结晶性能，无需添加成核剂或其它助剂来提高透明性，便可得到透光率高达90％以上的透明聚酰胺，从而避免了成核剂或其它助剂对产品机械性能的不利影响；长碳链的引入有效地改善了产品的冲击韧性和加工性能，并降低了吸水率。

(2)本发明的制备过程中，采用一步法进行预聚合反应，省略聚酰胺盐的分离和提纯过程，整个反应工艺简单、易操作、生产效率高，有利于工业化生产；在较低的温度下进行成盐反应，可以通过聚酰胺盐的形成来有效地减少癸二胺在放气阶段的挥发，维持二酸和二胺的等摩尔比，从而保证材料性能的稳定；通过固相聚合法来进一步提高聚合物分子量得到最终产品，对设备要求低，节约生产成本，产品质量较易控制；同时整个工艺以水作为反应介质，不使用任何有机溶剂，绿色环保，也有助于降低生产成本。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法。所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得，所述百分比如无特殊说明均为质量百分比。

实施例1

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.6mol(99.68g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.4mol(92.12g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.36g次亚磷酸钠、1.10g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和366g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至230℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过2.0MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至200℃，于10～20Pa下进行固相聚合10h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例2

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.5mol(83.07g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.5mol(115.15g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.37g次亚磷酸钠、1.12g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和372g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至225℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过2.0MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至185℃，于10～20Pa下进行固相聚合4h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例3

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.4mol(66.45g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.6mol(138.18g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.38g次亚磷酸钠、1.14g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和379g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至225℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过2.0MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至175℃，于10～20Pa下进行固相聚合8h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例4

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.3mol(49.84g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.7mol(161.21g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.39g次亚磷酸钠、1.16g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和385g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至220℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过2.0MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至165℃，于10～20Pa下进行固相聚合8h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例5

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.2mol(33.23g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.8mol(184.24g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.39g次亚磷酸钠、1.17g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和392g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至100℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至210℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过1.7MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至160℃，于10～20Pa下进行固相聚合8h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例6

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.3mol(49.84g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.7mol(161.21g)十二烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.39g次亚磷酸钠、1.16g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和578g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至220℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过1.7MPa，恒温预聚合1h，之后在1h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至170℃，于10～20Pa下进行固相聚合10h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例7

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.3mol(49.84g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.7mol(180.85g)十四烷二酸、0.02mol(2.44g)苯甲酸、0.40g次亚磷酸钠、1.21g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和404g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至70℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至220℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过1.7MPa，恒温预聚合1.5h，之后在1h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至170℃，于10～20Pa下进行固相聚合10h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例8

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.5mol(83.07g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.5mol(129.18g)十四烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.39g次亚磷酸钠、1.93g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和386g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于1h内升温至80℃，恒温1h进行成盐反应，再于2h内升温至225℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过1.8MPa，恒温预聚合1.5h，之后在1h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至180℃，于10～20Pa下进行固相聚合24h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

实施例9

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备，包括如下步骤：

将0.4mol(66.45g)对苯二甲酸、1.01mol(174.05g)癸二胺、0.3mol(69.09g)十二烷二酸、0.3mol(77.51g)十四烷二酸、0.01mol(1.22g)苯甲酸、0.78g次亚磷酸钠、1.16g N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和581g去离子水加入聚合釜中，用惰性气体置换釜内空气10次，开启搅拌，于0.5h内升温至80℃，恒温1.5h进行成盐反应，再于2h内升温至230℃，期间通过排出釜内气体控制压力不超过2.0MPa，恒温预聚合2h，之后在1.5h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，将得到白色预聚物粉碎后置于真空干燥箱中，升温至170℃，于10～20Pa下进行固相聚合10h，冷却至常温后出料，得到白色终聚物，即为最终产品。

将上述实施例所制备的材料进行以下测试：

特性粘度：根据GB/T 12006.1-2009测定，以96％的浓硫酸为溶剂，温度为25±0.01℃，在符合ISO 3105 2型要求的乌氏粘度计中进行测量；

玻璃化转变温度：在Mettler-Toledo DMA/SDTA861e上进行测试，样条尺寸为9mm×4.5mm×1mm，拉伸模式，升温速率为3℃/min，拉力为5N，频率1Hz，振幅15μm；

热分解温度：在TA Q50V20.10Build 36instrument上测试，升温速率为10℃/min；

拉伸性能：根据GB/T 1040.1-2006测定，拉伸速率5mm/min，测试温度为23℃；

冲击性能：根据GB/T 1843-2008测定，测试温度为23℃；

吸水率：按GB/T 1034-2008测定，测试前，样品在相对湿度为50％、温度为23℃的空气中放置24h；

透光率：按GB/T 2410-2008测定，采用分光光度计法，测试温度为23℃。

表1给出了实施例1-9制得的半芳香族透明共聚聚酰胺材料的各项性能测试结果。

表1 性能测试结果

从表中数据可以看出，本发明所得半芳香族透明共聚聚酰胺材料不仅透明性能优异，还具有良好的耐热性、优异的拉伸韧性和较低的吸水率，是一种综合性能优良的半芳香族透明共聚聚酰胺材料。

一些对比例

一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备过程中，相对于对苯二甲酸，长碳链脂肪族二元酸需要有足够的添加量，才能有效地抑制产品的结晶，从而保证材料的透明性，但若长碳链脂肪族二元酸的添加量太高，以至于与癸二胺生成脂肪族聚酰胺组分足以形成自身的结晶，则材料的透明性会下降；此外，在成盐阶段有较高的成盐率有利于减少癸二胺在放气阶段的挥发，维持二酸和二胺的等摩尔比，从而保证材料性能的稳定；另外，合适的预聚和固相聚合参数也是材料性能的重要影响因素。

对比例1～2为了对苯二甲酸与长碳链脂肪族二元酸对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，在二元酸总摩尔数不变的条件下，仅改变对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的投料比；对比例3～5为了检验成盐反应的时间对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变成盐反应的时间；对比例6～7是为了检验成盐反应的温度对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变成盐反应的温度。结果如表2。

对比例8～9是为了检验预聚反应的温度对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变预聚反应的温度。对比例10～11是为了检验预聚反应的压力对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变预聚反应的压力。对比例12～13是为了检验固相聚合反应的温度对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变固相聚合反应的温度。对比例14～15是为了检验固相聚合反应的时间对半芳香族透明共聚聚酰胺材料的影响，即方法步骤同实施例4，仅改变固相聚合反应的时间。结果如表3。

表2 不同对比例的结果

注：“——”代表此项相对实施例4无改变。

结果表明：长碳链脂肪族二元酸相对于对苯二甲酸的含量过低或过高都将导致材料透明性的降低；无成盐反应阶段或成盐时间过短，都将会导致材料力学性能和耐热性的下降，而过长的成盐时间不会使材料的性能有显著的提高，反而会增加生产时间、提高生产成本；过低的成盐温度会导致材料性能的偏低，但成盐温度过高并不会明显地提高材料的性能，因此，合适的成盐温度是保证材料性能和减少能耗的关键参数。

表3 不同对比例的结果

注：“——”代表此项相对实施例4无改变。

结果表明，预聚反应温度过低，导致聚合程度不高，可能有少量单体残留，最后影响特性粘度的增长，致使材料性能降低，反应温度太高，对材料性能的增益效果有限，反而会加大能耗；预聚反应压力过高或过低都不利于缩聚反应的正向进行，导致材料性能的下降；固相聚合温度过低不利于材料的特性粘度增长，从而导致性能偏低，若固相聚合温度过高，接近或高于材料熔点，一方面可能会导致材料结块或熔化，从而致使出料困难，另一方面可能会加大副反应的发生几率；固相聚合时间过低，则材料的特性粘度偏低，性能较差，若固相聚合时间过高，材料性能较高，但特性粘度偏高，会给材料的熔融加工带来困难。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种半芳香族透明共聚聚酰胺材料的制备方法，其特征在于，所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料由对苯二甲酸、癸二胺和长碳链脂肪族二元酸共聚制得；其中，所述对苯二甲酸、长碳链脂肪族二元酸和癸二胺的摩尔份数分别为：

对苯二甲酸：20～60份；

长碳链脂肪族二元酸：40～80份；

癸二胺：101～103份；

且，对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸的摩尔份数总和为100份；

所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料中还进一步包括助剂；

其中，所述助剂包括封端剂；

所述封端剂为苯甲酸和/或乙酸，所述封端剂的摩尔数为对苯二甲酸和长碳链脂肪族二元酸总摩尔数的0.5～3mol％；

所述制备方法包括如下步骤：

1)将对苯二甲酸、癸二胺、长碳链脂肪族二元酸、催化剂、助剂和去离子水混合，搅拌升温进行成盐反应，再升温加压进行预聚反应，得预聚物；

2)将预聚物粉碎，升温进行固相聚合反应，得半芳香族透明共聚聚酰胺材料；

其中，

所述长碳链脂肪族二元酸为十二烷二酸和/或十四烷二酸；

步骤1)中所述预聚反应的条件为：搅拌条件下，于1～2h内升温至200～240℃，控制压力最高为1.5～2.2MPa，恒温预聚合1～3h；

步骤2)中所述固相聚合反应的条件为：升温至固相聚合温度140-240℃，10～20Pa下进行固相聚合4～24h。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半芳香族透明共聚聚酰胺材料的特性粘度为1.1～2.4dL/g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述成盐反应的条件为：搅拌条件下，于0.5～1h内升温至70～100℃，恒温1～2h进行成盐反应。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述预聚反应后，还包括下述步骤：在1～3h内均匀放气至常压，冷却至常温后出料，得预聚物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述催化剂为次亚磷酸钠，所述催化剂的质量为对苯二甲酸、癸二胺和长碳链脂肪族二元酸总质量的0.1～0.5wt％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述助剂包括抗氧剂；

所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，所述抗氧剂的质量为对苯二甲酸、癸二胺和长碳链脂肪族二元酸总质量的0.02～0.5wt％；

步骤1)中所述去离子水的质量为所有投料总质量的0.5～1.5倍。