一种低吸湿性PA10T及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种具有低吸湿性PA10T及其合成方法，其通过使用含氟的对苯二甲酸与癸二胺为原料合成，在PA10T中特定位置引入一定量的氟原子能够降低PA10T的吸水率，使PA10T在高湿条件下依然能正常加工，减少工厂设备投入。引入的氟原子位置在羧基旁边，且保证每个羧基旁仅有1个氟原子，这样的小位阻效应既能降低PA10T的吸湿性，又能避免氟原子对酰胺基的屏蔽作用从而保留了PA10T的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低吸湿性PA10T及其合成方法本申请要求于2021年03月09日提交中国专利局、申请号为202110254417.0、专利技术名称为“一种低吸湿性PA10T及其合成方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术属于耐高温材料领域，具体涉及一种具有低吸湿性耐高温聚酰胺材料及其合成方法。
技术介绍
基于癸二胺的耐高温聚酰胺即聚对苯二甲酰癸二胺，简称PA10T。其是以蓖麻为原料，具有特殊化学构造的芳香族聚酰胺树脂。2006年，杰事杰推出的GeniusHPN即PA10T，是我国首款自主研发的耐高温尼龙，其熔点约310℃，玻璃化转变温度在100～200℃之间，具有优异的耐热性、极低的吸水率、优秀的尺寸稳定性以及耐化学性能和注塑加工性能。PA10T有一半的原材料都源自蓖麻，综合性能优异，具有极佳的市场竞争力。PA10T虽然具有极低的吸水率，但是在我国南方城市高湿环境下，PA10T的依然会因为吸收了部分水分后，在加工过程中因升温导致原料降解。当前普遍的做法是通过对物料的干燥降低PA10T料的含水率，或者在加工车间中设立大型除湿器以除去空气中的水分，以减少PA10T在加工过程中水分的副作用。对此，本申请针对现有技术中PA10T的吸水作用，提供一种具有低吸湿性PA10T，能够在高湿条件下依然正常加工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有低吸湿性PA10T及其合成方法，其通过使用含氟的对苯二甲酸与癸二胺为原料合成，在PA10T中特定位置引入一定量的氟原子能够降低PA10T的吸水率，使PA10T在高湿条件下依然能正常加工，减少工厂设备投入。为实现上述目的，本专利技术所述低吸湿性PA10T包括式(I)所示结构：其中，所述n为大于1的正整数，优选10～20000，进一步优选100～10000，更进一步优选500～5000。本专利技术还提供了所述低吸湿性PA10T的合成方法，将原料经缩聚而成，原料包括如下化合物：(A)2,5-二氟对苯二甲酸(B)癸二胺(C)催化剂。其中(A)2,5-二氟对苯二甲酸与(B)癸二胺以等物质的量投料，所述等物质的量可以包括小于1％的误差，优选小于0.5％的误差，进一步优选小于0.1％的误差。以二胺过量为佳。可选地，部分(A)2,5-二氟对苯二甲酸可以被替换成对苯二甲酸。可选地，上述原料还可以与其他二元酸或二元胺进行共缩聚，保证n(NH2)与n(COOH)为等物质的量。可选地，原料还可包括溶剂。所述溶剂为水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或混合溶剂。优选为水。可选地，原料还可包括表面活性剂、分散剂、成核剂、抗氧化剂等助剂。在一个优选的实施例中，所述催化剂为亚磷酸、次磷酸盐、次亚磷酸盐；所述次磷酸盐为次磷酸钠、次磷酸钾；所述次亚磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙。本专利技术还提供一种低吸湿性PA10T的合成方法，包括如下步骤：(1)将2,5-二氟对苯二甲酸与癸二胺等物质的量投入聚合反应釜中，加入催化剂、水，密封、搅拌，用非反应性气体置换，设定气压为10～100kPa。(2)将釜内温度升至100～150℃并保温1～3小时，至原料完全成盐。(3)继续加热聚合反应釜，当釜内压力达到设定值时释放水气，并保压1～3小时，随后继续升温至280～320℃，恒压1～3小时，充气后出料，即得所述低吸湿性PA10T。在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中所述等物质的量可以包括小于1％的误差，优选小于0.5％的误差，进一步优选小于0.1％的误差。以二胺过量为佳。在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中催化剂为亚磷酸、次磷酸盐、次亚磷酸盐；所述次磷酸盐为次磷酸钠、次磷酸钾；所述次亚磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙。在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中非反应性气体为氮气、二氧化碳、氦气、氖气、氩气中的一种或多种。在一个优选的实施例中，所述步骤(1)中所述气压优选为10～50kPa，进一步优选为50kPa。在一个优选的实施例中，所述步骤(2)中所述釜内温度升至110～130℃，优选110～120℃，进一步优选120℃。在一个优选的实施例中，所述步骤(2)中保温时间为1～2小时，优选2小时。在一个优选的实施例中，所述步骤(3)中所述压力设定值为1～3MPa，优选2～3MPa，进一步优选3MPa。在一个优选的实施例中，所述步骤(3)中保压时间为1～2小时，优选1小时。在一个优选的实施例中，所述步骤(3)中继续升温的温度为280～310℃，优选290～310℃，进一步优选310℃。在一个优选的实施例中，所述步骤(3)中恒压时间为1～2小时，优选1小时。本专利技术同现有技术相比，具有以下有益效果。(1)本专利技术选用2,5-二氟对苯二甲酸作为二元酸，在PA10T中特定位置引入一定量的氟原子，相较于普通对苯二甲酸能够进一步降低PA10T的吸水率，使PA10T在高湿条件下依然能正常加工，减少工厂设备投入。(2)本专利技术所述制备方法工艺简单，采用一锅法聚合，无需将盐、预聚、固相增粘步骤在空间上分离，采用一个聚合物即可完成全部步骤，方便生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的实施方式作进一步说明，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。在进一步描述本专利技术具体实施方式之前，应理解，本专利技术的保护范围包括但不限于以下特定的具体实施方案。一般地，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。以下实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。准备例将对苯二甲酸、2,5-二氟对苯二甲酸、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸与癸二胺在水或乙醇中成盐，具体步骤为：取300mL水或乙醇加入配有搅拌、温度计的500mL三口烧瓶中，根据癸二胺的溶解度取适量的癸二胺，将其加入三口烧瓶中，加热至90℃，形成癸二胺的饱和溶液。然后分别称取与癸二胺等物质的量的对苯二甲酸、2,5-二氟对苯二甲酸、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸加入三口烧瓶中，反应2小时。用少量单体调整pH至7.0，继续反应3小时，形成10T盐的悬浊液。降温至室温后放入冰箱冷冻，析出盐，趁冷过滤，用冰水或乙醇洗涤三次，烘干后得到白色的10T盐。对得到的10T盐在水和乙醇中进行溶解度测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低吸湿性PA10T，其特征在于，包括式(I)所示结构：/n

【技术特征摘要】
20210309 CN 20211025441701.一种低吸湿性PA10T，其特征在于，包括式(I)所示结构：



其中，所述n为大于1的正整数，优选10～20000，进一步优选100～10000，更进一步优选500～5000。


2.如权利要求1所述低吸湿性PA10T的合成方法，其特征在于，原料经缩聚而成，原料包括如下化合物：
(A)2,5-二氟对苯二甲酸
(B)癸二胺
(C)催化剂。


3.如权利要求2所述低吸湿性PA10T的合成方法，其特征在于，所述化合物(A)2,5-二氟对苯二甲酸与化合物(B)癸二胺以等物质的量投料，所述等物质的量可以包括小于1％的误差，优选小于0.5％的误差，进一步优选小于0.1％的误差；以化合物(B)过量为佳。


4.如权利要求2所述低吸湿性PA10T的合成方法，其特征在于，部分(A)2,5-二氟对苯二甲酸被替换成对苯二甲酸。


5.如权利要求2～4任一项所述低吸湿性PA10T的合成方法，其特征在于，所述原料与其他二元酸或二元胺进行共缩聚。


6.如权利要求2～4任一项所述低吸湿性PA10T的合成方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小林，马茂祥，贺朋波，
申请(专利权)人：东莞市华盈新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44