制备聚合物尼龙1013的合成工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种制备聚合物尼龙１０１３的合成工艺，尼龙１０１３其分子式为：Ｈ［ＮＨ－（ＣＨ↓［２］）↓［１０］ＮＨＣＯ－（ＣＨ↓［２］）↓［１１］ＣＯ］↓［ｎ］ＯＨ，本发明专利技术提供了以癸二胺和十三烷二酸为主要原料，经过制盐，缩聚二个步骤聚合成尼龙１０１３的合成工艺，与现有的技术相比，本发明专利技术不需要极端条件，原材料价格低廉，技术条件可靠，生产成本低，工艺产品性能稳定，具有良好的市场前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术涉及一种制备聚合物尼龙1013的合成工艺。
技术介绍
现在的尼龙(聚酰胺)是最早被应用于也是当前国内外应用最广泛的一种热塑性工程塑料。由于它具有强韧耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系小，四十年来其用量在与其它工程塑料的激烈竞争中稳步增长，需求量迄今仍一直居于五大工程塑料的首位。在许多应用领域中，长碳链尼龙比短碳链尼龙的综合性能更为优越，因此发展也最快，同时也是当前国际上尼龙着重发展的方向。本专利技术已就相关内容进行了文献查新，尚未发现有关的文献报道，与尼龙1013相似的产品为尼龙11。尼龙11于1956年由法国ART公司首先开发成功，开始用于纺织纤维，用它制的纤维具有质轻、柔软耐磨的特点。近年来尼龙11主要用于制造强度高、耐磨损的零部件、及食品包装容器，且发展很快，其需求量越来越大(《塑料性能应用手册》，上海科学技术出版社，1984年)。但因其原料供应紧张、合成路线长，并且合成条件苛刻，因而价格较高，尼龙11的合成方法为《聚酰胺树脂手册》，中国石化出版社，1992年。合成尼龙11的步骤至少为6步，步骤较长，且有些步骤的反应条件非常苛刻，有些步骤的反应时间非常长，因每一步的收率都不可能很高因此其价格较贵。其起始原料篦麻油为生要的化工原料，其价格较高，且产量有限，因此原料供应紧张。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种性能优越、合成步骤简化，生产成本降低，同时原料来源丰富的制备聚合物尼龙1013的合成工艺。本专利技术的目的是通过以下工艺步骤实现的本专利技术为一种制备聚合物尼龙1013的合成工艺，工艺步骤如下1)、尼龙1013盐的制备以等克分子比的癸二胺和十三烷二酸，在酒精溶液中制盐，生成络合物盐 a溶胺 癸二胺∶酒精按照1∶1.5(重量比)制成含40％胺的酒精溶液，癸二胺易溶于酒精中，在常温下胺不析出。胺的酒精溶液如发黄，说明内含杂质或胺被氧化，视为不合格产品。如胺液中有白色沉淀物，系癸二胺吸收CO2后生成癸二胺碳酸盐，应过滤除掉；b溶酸十三烷二酸∶酒精按照重量比1∶7制成12.5％酸的酒精溶液。十三烷二酸溶于热酒精中。加热并搅拌，酸溶液在70～75℃时真空抽滤，滤布必须达到500目以上，方能除掉杂质；c中和将滤好的酸酒精溶液加入反应釜中，搅拌加热到70℃时，开始滴加胺溶液；由于中和是放热反应，必须控制胺的滴加速度，维持反应在70～75℃范围，搅拌速度以保证胺和酸充分接触即可。随着胺液不断加入，盐不断析出。反应温度不要低于70℃，以防酸析出，被包在盐中。为了使中和反应彻底，滴完胺后还应继续搅拌，进行熟化反应0.5小时。控制盐液PH值在7.2～7.5，可停止反应。取样，真空抽滤，烘干，制得盐的酸值要在0.5以下，即为合格产品，冷却到30℃以下，离心过滤；d离心过滤将冷却好的尼龙1013盐，在离心机上过滤除掉大部酒精，控制盐的含湿量在15％以下，盐的PH值在7.0以下；2)、尼龙1013缩聚a配方尼龙1013盐 100蒸馏水 50已二酸 0.25～0.4％亚磷酸 0.1％b溶盐尼龙1013盐既不溶于水，又不溶于酒精，按上述配方加入溶盐釜后，加热到90～110℃，回收酒精，。在搅拌下充CO20.2～0.4Mpa压力，压入缩聚釜；C缩聚工艺条件 缩聚釜经抽真空和充CO2两次操作，除掉O2后即可加热升温，缩聚是一个吸热反应，必经加热到一定温度后才能进行反应，具体工艺条件如下(5) 加热升温 220℃1.2Mpa约2小时(6) 恒压 230℃1.2Mpa1小时(7) 排升 240℃0.8Mpa1小时250℃0.4Mpa1小时260℃0 1.5小时(8) 常压 260℃0 1小时CO20.2～0.5Mpa放料，经水冷却后，切粒，干燥后即可成品， 尼龙1013颗粒料为无色透明，外形尺寸为Φ2*3mm每克≥40粒。与现有相关技术相比，本专利技术具有以下明显的优点本专利技术在原料路线方面具有优越性，国内外现有的尼龙11均以篦麻油为起始原料，篦麻油是一种重要的化工原料，在油漆及润滑油等工业中有许多重要用途，且世界上的产量有限，因而原料供应紧张，因此必须开辟新的原料路线。而尼龙1013是以癸二胺和十三烷二酸为原料，来源极为丰富，价格也相当低廉。本专利技术在工艺路线方面具有优越性。日前国外生产的尼龙11(国内尚不能生产)是经篦麻油为原料，经甲醇分解后制成篦麻醇酸甲酯，再经高温分解后制成十一碳烯酸甲酯，又经水解后制成十一碳烯酸，然后再经溴化、氨化后制成11一氨基十一酸，再经过高压聚合，得到尼龙11聚合体。这是六个必须经达的步骤的收率都不可能很高，而且能耗较高，另外篦麻油的价格较高，使得尼龙11一直是现有尼龙产品中价格较贵的一种产品。另外，在上述六个步骤中，有些反应过程需要较高温度、压力和催化剂条件下进行，因此反应条件东苛刻。利用氨化反应\需要很长时间，并且操作难度较大，相比之下，本专利技术工艺路线是比较简短的，而且合成条件比较缓和，比起尼龙11需要在高温、高压、时间较长、催化条件下进行是一个很大的进步。因此，本专利技术简化了工艺过程，缩短了生产周期，降低了成本，提高了效益。本专利技术在结构性能方面具有优越性，尼龙11属于单号码尼龙，而尼龙1013是双号码尼龙，当两种尼龙的碳链原子数相同时，由于其晶态结构的不同，其性能也不同。这是因为结晶度对尼龙的机械性能，化学性能，物理性能和电性能等都影响很大。随着结晶度的增大，尼龙的密度、硬度、拉伸强度，弹性模量、熔点、玻璃化转变温度、热变形温度、电性能、气密性等有所提高，耐磨损性、耐蠕变性，耐药品性有所改善，吸水率降低，尺寸稳定性增加，线膨胀系数变小，这些变化对于尼龙用作工程塑料都是有利的。根据晶态结构理论，双号码尼龙1013的结晶度高于单号码尼龙11，并且由于聚合机理的不同，尼龙1013不存在单体残留问题，而单号码尼龙11中则有单体残留，因此用于工程塑料，尼龙1013在结构性能方面要优于尼龙11。具体实施例方式实施例制备聚合物尼龙1013的合成工艺为1)、尼龙1013盐的制备以等克分子比的癸二胺和十三烷二酸，在酒精溶液中制盐，生成络合物盐 a溶胺癸二胺∶酒精按照1∶1.5(重量比)制成含40％胺的酒精溶液，癸二胺易溶于酒精中，在常温下胺不析出。胺的酒精溶液如发黄，说明内含杂质或胺被氧化，视为不合格产品。如胺液中有白色沉淀物，系癸二胺吸收CO2后生成癸二胺碳酸盐，应过滤除掉；b溶酸十三烷二酸∶酒精按照重量比1∶7制成12.5％酸的酒精溶液。十三烷二酸溶于热酒精中。加热并搅拌，酸溶液在70～75℃时真空抽滤，滤布必须达到500目以上，方能除掉杂质；c中和将滤好的酸酒精溶液加入反应釜中，搅拌加热到70℃时，开始滴加胺溶液；由于中和是放热反应，必须控制胺的滴加速度，维持反应在70～75℃范围，搅拌速度以保证胺和酸充分接触即可。随着胺液不断加入，盐不断析出。反应温度不要低于70℃，以防酸析出，被包在盐中。为了使中和反应彻底，滴完胺后还应继续搅拌，进行熟化反应0.5小时。控制盐液PH值在7.2～7.5，可停止反应。取样，真空抽滤，烘干，制得盐的酸值要在0.5以下，即为合格产品，冷却到30℃以下，离心过滤；d离心过滤将冷却好的尼龙1013盐，在离心机上过滤除掉大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物尼龙１０１３的合成工艺，其特征是：１）、尼龙１０１３盐的制备：以等克分子比的癸二胺和十三烷二酸，在酒精溶液中制盐，生成络合物盐：７０℃ＮＨ↓［２］（ＣＨ↓［２］）↓［１０］ＮＨ↓［２］＋ＨＯＯＣ（ＣＨ↓［２］）↓［ １１］ＣＯＯＨ＊ＮＨ↓［３］↑［＋］（ＣＨ↓［２］）↓［１０］ＮＨ↓［３］↑［＋］［－］↑ＯＯＣ（ＣＨ↓［２］）↓［１１］ＣＯＯ↑［－］１７２ ２４４ ４１６ａ溶胺：癸二胺：酒精按照１∶１．５（重量比）制成含４０％胺的酒精溶液， 癸二胺易溶于酒精中，在常温下胺不析出。胺的酒精溶液如发黄，说明内含杂质或胺被氧化，视为不合格产品。如胺液中有白色沉淀物，系癸二胺吸收ＣＯ↓［２］后生成癸二胺碳酸盐，应过滤除掉；ｂ溶酸：十三烷二酸：酒精按照重量比１∶７制成１２．５％酸 的酒精溶液。十三烷二酸溶于热酒精中。加热并搅拌，酸溶液在７０～７５℃时真空抽滤，滤布必须达到５００目以上，方能除掉杂质；ｃ中和：将滤好的酸酒精溶液加入反应釜中，搅拌加热到７０℃时，开始滴加胺溶液；由于中和是放热反应，必须控制胺的滴加 速度，维持反应在７０～７５℃范围，搅拌速度以保证胺和酸充分接触即可。随着胺液不断加入，盐不断析出。反应温度不要低于７０℃，以防酸析出，被包在盐中。为了使中和反应彻底，滴完胺后还应继续搅拌，进行熟化反应０．５小时。控制盐液ＰＨ值在７．２～７．５，可停止反应。取样合格后，真空抽滤，烘干，制得盐的酸值要在０．５以下，即为合格产品，冷却到３０℃以下，离心过滤；ｄ离心过滤：将冷却好的尼龙１０１３盐，在离心机上过滤除掉大部酒精，控制盐的含湿量在１５％以下，盐的ＰＨ值在７．０以下； ２）、尼龙１０１３缩聚：ａ配方：尼龙１０１３盐 １００蒸馏水 ５０已二酸 ０．２５～０．４％亚磷酸 ０．１％ｂ溶盐：尼龙１０１３盐既不溶于水，又不溶于酒精，按上述配方加入溶盐釜后，加热到９０～１１０℃，回收酒精， 以备蒸馏回收。在搅拌下充ＣＯ↓［２］０．２～０．４Ｍｐａ压力，压入缩聚釜；Ｃ缩聚工艺条件：ｎＮＨ↓［３］↑［＋］（ＣＨ↓［２］）↓［１０］ＮＨ↓［３］↑［＋］ＯＯＣ（ＣＨ↓［２］）↓［１１］ＣＯＯ↑［－］＊Ｈ－［－ＮＨ（ＣＨ↓［２］ ）↓［１０］ＮＨＣＯ（ＣＨ↓［２］）↓［１１］ＣＯ－］↓［ｎ］－ＯＨ＋（２ｎ－１）Ｈ↓［２］Ｏ４１６ ３８０ １８缩聚釜经抽真...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周茂琛，郭艳军，曹勇，孙永强，
申请(专利权)人：周茂琛，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]