使用高过量二胺制备半芳族共聚酰胺的方法_3

文档序号:9893094阅读:来源:国知局
(GPC)进行测定。对于校准,使用PMMA作为具有低多分散性的聚合物标准物。
[0082] 通过本发明的方法获得的半芳族聚酰胺优选多分散性ro(=Mw/Mn)不大于3,更优 选不大于2.5。
[0083]通过本发明的方法获得的半芳族聚酰胺优选数均分子量Mj^ro(Mn/PD)的商为至 少7000,优选至少7500。
[0084]通过本发明的方法获得的半芳族聚酰胺优选的胺端基含量(AEG)为300至500meq/ kg〇
[0085] 通过本发明的方法获得的半芳族聚酰胺优选的羧酸端基含量(CEG)不大于50meq/ kg〇
[0086] 在本发明的上下文中,相对粘度(RV)在25°C下用在96重量%的出504中的溶液进行 测定,其浓度为1 .〇g聚酰胺/l〇〇mL硫酸。相对粘度的测定根据EN ISO 307进行。通过本发明 的方法获得的半芳族聚酰胺优选的相对粘度为1.4至2.4,更优选1.5至2.1。
[0087] 为了制备半芳族聚酰胺,将步骤a)中提供的反应物组合物进料至至少一个聚合区 并使其在高温下以及至少在聚合开始时在高压下进行聚合(=步骤b),
[0088] 原则上,本发明的半芳族聚酰胺可通过本领域普通技术人员已知的常规方法进行 制备。半芳族聚酰胺的制备通常首先由至少一种二胺和至少一种二元羧酸来形成盐的水溶 液。形成盐溶液之后,在水性液相中进行低聚化。若要增加分子量,则之后必须在过程中除 去水并升高反应温度。为了进一步增加分子量,原则上可使用两种替代路线。在第一种变形 中,将形成的低聚物通过脱水转化成固相并进行所谓的固相聚合(SSP)。在第二种变形中, 以可控的方式除去水并升高温度使水溶液转化成用于进一步缩聚的熔体。为了进一步增加 分子量,如果需要,可之后接着例如在挤出机中进行后聚合反应。
[0089] -些可能的方法将在下文中通过实例进行详述,这些关于半芳族共聚酰胺制备的 文献的公开内容全部纳入本申请的公开内容中。
[0090] 合适的方法记载于例如EP 0693515A1中。其包含在多级间歇式操作中制备半芳族 聚酰胺的预缩合物,所述方法包含如下阶段a)至e):
[0091] a)用于由二胺和二元羧酸来制备盐的盐形成阶段,以及任选地在120°C至220°C的 温度和最高达23巴的压力下的部分预反应以得到低分子量的低聚酰胺,
[0092] b)任选地在存在于其制备结束时的条件下将来自阶段a)的溶液转移至第二反应 容器或搅拌的高压釜中,
[0093] c)反应阶段,在该阶段期间促进向预缩合物的转化,通过将反应器内容物加热至 给定的温度并且将蒸汽分压(partial steam pressure)可控地调节至给定的值实现,该值 通过控制蒸汽的释放或任选地控制从与高压釜连接的蒸汽产生器引入蒸汽来维持,
[0094] d)必须保持至少10分钟的稳态阶段,在此期间,将反应器内容物的温度和蒸汽分 压各自设定为拟用于将预缩合物转移至下游加工阶段的值,
[0095] 其中在半结晶(共)聚酰胺的预缩合物的熔点大于280°C的情况下,在阶段c)和d) 的过程中,反应器内容物的温度一定不能超过265°C,且特别地,对于在阶段c)和d)的过程 中的所述半结晶(共)聚酰胺,与所用最小蒸气分压Ph 2Q(最小值)要随反应器内容物的温度 和聚合物的酰胺基团的浓度变化相关的更准确限定的边界条件必须符合,以及
[0096] e)排出阶段,在此期间,可将预缩合物直接以熔融态或在通过固态和任选的进一 步加工阶段之后供给至最终的反应装置。
[0097] EP 0976774 A2记载了用于制备聚酰胺的方法,其包含如下步骤:
[0098] i)将包含对苯二甲酸的二元羧酸组分,以及具有含量为60至lOOmol%的1,9_壬二 胺和/或2-甲基-1,8-辛二胺的二胺组分,在15至35重量%的水的存在下,在250至280°C的 反应温度下以及在满足如下等式的反应压力下进行缩聚获得初级缩聚物:
[0099] P〇 > P > 0.7Po
[0100] 其中P〇为在反应温度下的水的饱和蒸汽压,
[0101] (ii)将来自步骤i)的初级缩聚物排出至具有与步骤i)相同温度范围和相同水含 量的大气环境中,
[0102] (iii)通过使来自步骤ii)的排出物进行固相聚合或熔融聚合来增加分子量。
[0103] EP 0 129 195 A1记载了用于连续制备聚酰胺的方法,其中将二元羧酸和二胺的 盐的水溶液在蒸发器区(evaporator zone)中在高压下加热至250至300°C的温度,同时进 行水的蒸发并形成预聚物,连续分离预聚物和蒸汽,将蒸汽进行精馏并将夹带的二胺回收, 将预聚物输送至缩聚区并在1至10巴的表压力和250至300°C的温度下进行缩合,其中在不 超过60秒的停留时间内,在1至10巴的表压力下加热盐的水溶液,其条件是在蒸发器区出口 处的转化率为至少93%且预聚物的水含量不大于7重量%。
[0104] EP 0 129 196 A1记载了类似于EP 0 129 195 A1的方法,其中使盐的水溶液在表 压力为1至10巴的装有挡板的管状预缩聚区的前三分之一内进行缩合直至转化率为至少 93%,而使预聚物和蒸汽相在预缩合区的剩余三分之二内相互紧密接触。
[0105] W0 02/28941记载了用于聚酰胺的水解聚合的连续方法,其包括:
[0106] a)将二元酸和二胺的盐的水溶液在足以使反应混合物产生多相的温度和压力的 条件下进行聚合,但时间足够长,以免相分离,
[0107] b)将热量转移至所述反应混合物,同时将所述反应混合物的压力降低至足以除去 其中水而又不使其固化的程度,
[0108] c)使除去水的所述反应混合物进一步聚合直至达到所需分子量。
[0109] US 4,019,866记载了用于连续制备聚酰胺的方法和装置。在该方法中,将形成聚 酰胺的反应物连续栗送至设计成可快速加热并均匀混合的反应区。将反应物在反应区内在 预定的停留时间内以及在高温和高压下加热并均匀混合以形成蒸汽和预聚物。将形成的蒸 汽从预聚物中连续分离并将预聚物从反应区排出。所用装置以柱(column)的方式进行配置 并包含精馏区以及第一和第二反应区。在第一反应区中,使形成酰胺的盐溶液部分地汽化 并部分地转化,而在第二反应区中,该反应在低于第一反应区的压力下继续进行。第一反应 区的蒸汽通过精馏区进行释放。
[0110] EP 0 123 377 A2记载了尤其用于制备酰胺的缩合方法。在该方法中,使盐溶液或 预聚物在快速反应器(flash reactor)中在相对压力(表压力)为0至27.6巴下膨胀 (expand)。在快速反应器中的停留时间为0.1至20秒。在一个具体的实施方案中,首先在191 至232°C的温度下且溶剂含量(水含量)少于25重量%下进行预聚合。然后,将所得盐溶液的 相对压力升至103.4至206.8巴,然后将温度的值升高至高于熔化温度然后使溶液膨胀。可 将聚合物进料至双螺杆挤出机并使其在约45秒至7分钟的停留时间下进行聚合。
[0111] DE 4329676 A1记载了用于高分子量一一尤其是无定形一一的半芳族共聚酰胺的 连续缩聚的方法,其中首先在加热和至少15巴的压力下由水性反应混合物制备预缩合物, 然后升高温度和压力以制备预聚物并最后通过在排气式挤出机中缩合来制备共聚酰胺。在 此过程中,早在预缩合阶段就将水含量降低,且在预缩合的结束时,水含量约为5至40重 量%。然后在220至350°C和至少20巴的压力下制备预聚物。然后使后聚合在具有排气区的 双螺杆挤出机中进行。
[0112] 优选地,步骤b)中的聚合包括如下步骤:将步骤a)中提供的反应物组合物进料至 第一聚合区(低聚区)并在温度为150至290°C和绝对压力为至少5巴下进行低聚反应。优选 地,第一聚合区中的温度为150至250°C。
[0113] 在第一种合适的变形中,在聚合最开始时,将含水的气相从第一聚合区排出。在使 用合适的低沸点二胺(尤其是六亚甲基二胺)的情况下,由此除去的气相除了水蒸气外还包 含一定比例的所用二胺组分B)。
[0114] 在第二种合适的变形中,在低聚物形成的早期阶段与环境没有进行质量转移,即, 更具体而言为没有立即除去含水的气相。在这种情况下,在将含水的气相从第一聚合区排 出之前,使一定比例的来自反应物组合物的二胺B)直接进行形成酰胺的缩合。在该第二种 变形中,由此除去的气相中的二胺组分B)的含量低于第一种变形。
[0115] 优选地,在低聚物的形成已结束后,使来自第一反应区的反应混合物进行膨胀以 获得含水的气相和包含聚酰胺低聚物的相。在该膨胀中获得的含水气相也可包含部分的二 胺组分B)。
[0116] 然后可通过上述常规方法使分子量进一步增加。
[0117] 对于制备本发明的聚酰胺,可使用至少一种催化剂。合适的催化剂优选选自无机 和/或有机磷、锡或铅化合物及其混合物。
[0118] 适合作为催化剂的锡化合物的实例包括氧化锡(II)、氢氧化锡(II)、一元或多元 羧酸的锡(II)盐,如二苯甲酸锡(II)、二(2-乙基己酸)锡(II)、草酸锡(II)、二丁基氧化锡、 丁基锡酸(C 4H9-Sn00H)、二月桂酸二丁基锡等。合适的铅化合物为例如氧化铅(II)、氢氧化 铅(II)、乙酸铅(II)、碱式乙酸铅(II)、碳酸铅(II)等。
[0119] 优选的催化剂为磷化合物,例如磷酸、亚磷酸、次磷酸、苯基膦酸、苯基次膦酸和/ 或其与一价至三价阳离子(例如似、1(、1%、0 &、211或41)的盐和/或其酯,例如磷酸三苯酯、亚 磷酸三苯酯或三(壬基苯基)亚磷酸酯。特别优选的催化剂为次磷酸和其盐,例如次磷酸钠。
[0120] 催化剂优选的用量为0.005至2.5重量份,基于组分A)至I)的总重量计。
[0121] 特别优选使用次磷酸和/或盐,其用量为0.01至1.5重量份,更优选0.05至1重量 份,基于组分A)至I)的总量计。
[0122] 对于控制摩尔质量,可使用至少一种链转移剂,优选选自一元羧酸和单胺。所述链 转移剂优选选自乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、月桂酸、硬脂酸、2-乙基己酸、环己酸、苯甲 酸、3-( 3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸、3-( 3-叔丁基-4-羟 基-5-甲基苯基)丙酸、2-( 3,5-二叔丁基-4-羟基苄硫基)乙酸、3,3-双(3-叔丁基-4-羟基苯 基)丁酸、丁胺、戊胺、己胺、2-乙基己胺、正辛胺、正十二胺、正十四胺、正十六胺、十八胺、环 己胺、3-(环己基氨基)丙胺、甲基环己胺、二甲基环己胺、苄胺、2-苯基乙胺、2,2,6,6_四甲 基哌啶-4-胺、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-胺、4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚及其混合物。也可 使用能与氨基或酸基反应的其他单官能化合物作为转移剂,例如酸酐、异氰酸酯、酰卤或 酯。可在低聚反应之前或开始时将链转移剂加入反应混合物中和/或在进行后聚合之前将 链转移剂加入预聚物中。链转移剂的常规用量为5至200mmol/kg聚合物,优选10至lOOmmol/ kg聚合物。
[0123] 在一个具体的实施方案中,本发明的共聚酰胺通过如下来制备:提供由对苯二甲 酸a)、间苯二甲酸b)
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1