本发明涉及聚酰胺树脂,尤其是涉及一种高流动高抗冲聚酰胺树脂及其制备方法。
背景技术:
1、聚酰胺树脂通常被称为“尼龙”,其具有高模量、高韧性、低蠕变和良好的耐温性等优异性能,被应用在汽车零部件、电子器件和日常工具等工程塑料中。近年来,本领域人员对大尺寸零部件和结构复杂的精密部件的材料厚度有了更高的要求,然而普通线性聚酰胺的流动性低粘度大无法直接生产获得大尺寸的薄壁件以及结构复杂的薄壁精密部件,需要对生产得到的聚酰胺材料进行高精度的二次加工,生产工艺复杂且生产成本较高。
2、为了解决普通线性聚酰胺树脂流动性低的问题,现有技术中公开了使用超支化聚酰胺与尼龙进行共混能够显著提高聚酰胺树脂的流动性;如公开号cn105385137a公开的一种超支化聚酰胺胺在塑料加工中的应用,该技术方案中将超支化聚酰胺胺添加到ppc、pp、pe、pa等塑料基质中可以显著降低塑料体系的有效熔体粘度,提高熔融流动性,显著提高ppc、pp、pe、pa等塑料的拉伸强度和加工性能;再如公开号cn110903640a公开的一种高流动高抗冲尼龙材料及其制备方法,该技术方案中采用了超支化聚酰胺hyper c100和乙撑双硬酯酰胺作为润滑剂与尼龙6共混,使得尼龙6材料具有高流动性和良好的表观性能;然而本领域人员在实际使用时发现再将超支化聚酰胺与聚酰胺共混后制得树脂材料的抗冲击性能显著降低,树脂材料易脆裂,特别是对于薄壁材料极容易发生脆裂。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中超支化聚酰胺与聚酰胺共混后制得树脂材料的抗冲击性能低的问题,提供了一种高流动高抗冲聚酰胺树脂及其制备方法,该树脂的相对粘度为1.8~2.4,熔融指数为146~243,简支梁缺口冲击性能为7.24~8.65,悬臂梁缺口冲击性能为6.82~8.20,;该树脂采用己内酰胺、改性剂和聚合助剂为原料经聚合反应制得,改性剂为含有胺基和/或羧基的芳香化合物,使用该改性剂能够在聚酰胺树脂聚合阶段在聚酰胺分子链中形成支化结构,从而显著降低聚酰胺树脂的相对粘度显著提高聚酰胺树脂的熔融指数,在聚合阶段引入支化结构不会降低聚酰胺树脂的抗冲击性能还能够显著提高聚酰胺树脂的抗冲击性能。
2、本发明的具体技术方案为:
3、一种高流动高抗冲聚酰胺树脂,原料包括己内酰胺、改性剂和助剂,所述改性剂包括芳香化合物,所述芳香化合物选自三元芳香酸和三元芳香胺中的一种或者三元芳香氨酸,所述改性剂的质量比份数为0.05~20份。
4、作为优选,所述三元芳香酸优选为偏苯三甲酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸和偏苯三乙酸中的一种或几种。
5、作为优选,所述三元芳香胺优选为1,3,5-三氨基苯、1,3,5-苯三甲胺和2,4,6-三乙基-1,3,5-苯三甲胺中的一种或几种。
6、作为优选,所述三元芳香氨酸优选为5-氨基间苯二甲酸。
7、本发明提供了一种高流动高抗冲聚酰胺树脂,该聚酰胺树脂的原料包括己内酰胺、改性剂和助剂,改性剂为含有胺基和/或羧基的芳香化合物,改性剂能够在聚酰胺聚合阶段与聚酰胺发生链平衡反应使聚酰胺形成支化结构在聚酰聚合过程中将支化结构引入到了聚酰胺的分子链中,能够显著提高聚酰胺的熔融指数,显著降低聚酰胺聚合物的相对粘度;在聚酰胺加聚时改性剂中的芳香族化合物会与聚酰胺发生支化反应形成支化聚酰胺结构,支化反应进行的同时聚酰胺的加聚反应也在同时进行,使得改性剂产生的支化结构均匀的分布在聚酰胺合物的分子链中,能够避免支化结构与聚酰胺共混后聚合物相容性低导致的聚合物抗拉性能显著降低的问题。
8、此外,将球状超支化聚酰胺结构引入到聚酰铵树脂中时,聚酰胺树脂的抗冲击性能会显著降低,因此需要添加其他的无机填料增加树脂的抗冲击性能,而本发明中的芳香化合物优选为三元芳香族化合物,使用三元芳香族化合物能够形成t型聚酰胺支化结构,与球状的超支化聚酰胺结构相比,本发明的聚酰胺树脂的抗冲击性能显著增加,其抗冲击性能显著高于添加增韧剂的聚酰胺树脂。
9、作为优选,所述助剂包括封端剂和水。
10、作为优选,所述封端剂选自均苯三甲酸、苯甲酸、对苯二甲酸、醋酸和己二胺中的一种或几种。
11、作为优选,所述水为去离子水,所述去离子水的电导率≤5μs/cm。
12、一种上述高流动高抗冲聚酰胺树脂的制备方法,以己内酰胺、改性剂和助剂为原料在聚合容器中进行聚合反应制得高流动高抗冲聚酰胺树脂,所述聚合反应包括前聚反应和后聚反应。
13、作为优选,所述前聚反应的条件包括:压力为2500~10000mbar。
14、作为优选,所述后聚反应的条件包括:压力为600~1500mbar。
15、本发明还提供了一种上述高流动高抗冲聚酰胺树脂的制备方法,该方法中采用己内酰胺、改性剂和聚合助剂为原料进行聚合反应,聚合反应包括前聚反应和后聚反应,前聚反应中控制聚合压力使己内酰胺封端剂和水进行水解开环和聚合反应形成聚酰胺,后聚合反应中控制反应压力使改性剂中的芳香化合物对聚酰胺进行链平衡反应和同时对聚酰胺单体进行加聚反应,最终制得相对粘度为1.8~2.4的高流动高抗冲聚酰胺树脂。
16、与现有技术相比,本申请具有以下技术效果:
17、本申请提供了高流动高抗冲聚酰胺树脂及其制备方法,该树脂以己内酰胺、改性剂和聚合助剂为原料制成,改性剂为三元芳香酸、三元芳香胺和三元芳香氨酸的芳香化合物中的一种,三元芳香化合物作为改性剂能够形成t型聚酰胺支化结构,能够在聚酰胺加聚的同时在聚酰胺分子链上引入支化结构,显著降低聚酰树脂的相对粘度,显著提高聚酰胺树脂的流动性,此外,该聚酰胺树脂的与普通线性聚酰胺树脂相比拉伸强度无显著变化,抗冲击强度显著提高,其抗冲击强度显著高于引入超支化聚酰胺结构聚酰树脂和与超支化聚酰胺树脂/线性聚酰胺树脂共混型聚酰胺树脂。
1.一种高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,原料包括己内酰胺、改性剂和聚合助剂,所述改性剂包括芳香化合物,所述芳香化合物选自三元芳香酸、三元芳香胺或三元芳香氨酸中的一种,所述改性剂的质量份数为0.05~20份。
2.根据权利要求1所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述三元芳香酸优选为偏苯三甲酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸和偏苯三乙酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述三元芳香胺优选为1,3,5-三氨基苯、1,3,5-苯三甲胺和2,4,6-三乙基-1,3,5-苯三甲胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述三元芳香氨酸优选为5-氨基间苯二甲酸。
5.根据权利要求1所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述聚合助剂按质量份数计包括0-10份封端剂和5-50份水。
6.根据权利要求5所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述封端剂选自均苯三甲酸、苯甲酸、对苯二甲酸、醋酸和己二胺中的一种或几种;
7.根据权利要1或5任一所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂,其特征是,所述去离子水的电导率≤5 μs/cm。
8.一种根据权利要求1至7任一所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂的制备方法,其特征是,以己内酰胺、改性剂和聚合助剂为原料在聚合容器中进行聚合反应制得高流动高抗冲聚酰胺树脂,所述聚合反应包括前聚反应和后聚反应。
9.根据权利要求8所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂的制备方法,其特征是,所述前聚反应的条件包括:压力为2500~10000 mbar。
10.根据权利要求8所述的高流动高抗冲聚酰胺树脂的制备方法,其特征是,所述后聚反应的条件包括:压力为600~1500 mbar。