一种聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6及制备工艺的制作方法

本发明涉及聚酰胺聚酰胺，具体为一种聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6及制备工艺。

背景技术：

1、尼龙是一类含有酰胺结构单元的聚酰胺材料，其中聚酰胺6的综合性能优良、产量高、应用范围广，可以制成塑料、纤维等，在工程材料、包装材料、纺织品等方面有着重要的应用。但是聚酰胺6存在刚性和强度不佳，耐热性不高等问题，应用范围受到了限制。因此需要对聚酰胺6进行增强改性。专利cn107082881b公开了将半芳香族的聚酰亚胺用于改性尼龙聚酰胺材料，可以改善尼龙聚酰胺材料的电气绝缘性能、弯曲强度等性能。但是该专利没有很好的改善尼龙聚酰胺材料的耐热性能。

2、蒙脱土作为硅酸盐类天然矿物，储量丰富，廉价易得，在聚酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等高分子材料的填充改性中有广泛的应用，对材料的力学、阻隔等性能有一定的提高效果。但是蒙脱土层间含有大量无机离子，表现出疏油性，与聚合物基体的相容性不好，分散性较差；本发明通过聚（酰亚胺-酰胺）、蒙脱土对聚酰胺6进行增强改性，改善聚酰胺6的力学强度、耐高温等性能。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：利用一种聚（酰亚胺-酰胺）、蒙脱土对聚酰胺6进行增强改性，提高聚酰胺6的力学强度、耐高温等性能。

2、本发明的提供技术方案是：

3、一种聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，包括100重量份聚酰胺6、5-30重量份氨化聚（酰亚胺-酰胺）、0.5-5重量份异氰酸酯基蒙脱土、0.4-0.8重量份抗氧剂。

4、氨化聚（酰亚胺-酰胺）的制备工艺为：

5、（1）向反应釜中通入氮气，加入4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺、1,6-己二胺，进行聚合反应，加压出料，得到聚（酰亚胺-酰胺）。

6、（2）向反应瓶通入氮气，加入三氯甲烷、聚（酰亚胺-酰胺），搅拌后加入氯化锌、氯甲基甲醚，在50-60℃的温度中，进行氯化反应3-6h，加入甲醇进行沉淀，过滤，依次用水和乙醇洗涤，干燥，得到氯化聚（酰亚胺-酰胺）。

7、（3）向反应瓶加入n,n-二甲基甲酰胺、氯化聚（酰亚胺-酰胺），搅拌后加入叠氮化钠，在100-120℃的温度中，进行叠氮化反应6-18h，加入水进行沉淀，过滤，依次用水和乙醇洗涤，产物干燥后加入到四氢呋喃中，搅拌后加入单质锌、氯化铵水溶液，在15-30℃的温度中，进行还原反应2-6h，旋转蒸发除去四氢呋喃，依次用稀盐酸、水、乙醇洗涤，干燥，得到氨化聚（酰亚胺-酰胺）。

8、其中，（1）中4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺的摩尔用量是1,6-己二胺摩尔量的95-110%。

9、其中，（1）中聚合反应先在1.5-2mpa的压力下，210-220℃的温度中进行3-4h；然后在常压下，230-240℃的温度中进行2-3h。

10、其中，（2）中氯化锌、氯甲基甲醚的质量是聚（酰亚胺-酰胺）质量的12-30%、36-90%。

11、其中，（3）中叠氮化钠的质量是氯化聚（酰亚胺-酰胺）质量的10-25%。

12、其中，4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺的制备工艺为：

13、向反应瓶加入冰醋酸、偏苯三酸酐、4,4'-二氨基苯酰替苯胺，在130-140℃的温度中冷凝回流反应12-18h，冷却，加入水进行沉淀，过滤后水洗，产物用乙醇重结晶，得到4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺。

14、其中，偏苯三酸酐的摩尔量是4,4'-二氨基苯酰替苯胺摩尔量的200-220%。

15、其中，聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6的制备工艺：将100重量份聚酰胺6、5-30重量份氨化聚（酰亚胺-酰胺）、0.5-5重量份异氰酸酯基蒙脱土、0.4-0.8重量份抗氧剂在双螺杆挤出机中挤出，各段温度为200-240℃；然后水冷、切粒、注塑，得到聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6。

16、本发明产生的技术效果是：本发明利用偏苯三酸酐和4,4'-二氨基苯酰替苯胺进行酰亚胺环化反应，得到4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺单体，然后与1,6-己二胺进行熔融聚合反应，得到含有酰亚胺环、芳酰胺和烷基酰胺结构单元的聚（酰亚胺-酰胺）；经过氯甲基甲醚的氯化反应、叠氮化反应和还原氨化反应，在聚（酰亚胺-酰胺）的分子主链中引入丰富的氨基，得到新型的氨化聚（酰亚胺-酰胺）。

17、本发明将氨化聚（酰亚胺-酰胺）、异氰酸酯基蒙脱土和聚酰胺6熔融共混，得到聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6。熔融共混过程中，氨化聚（酰亚胺-酰胺）分子主链丰富的氨基与蒙脱土的异氰酸酯基团发生反应，使聚（酰亚胺-酰胺）分子链接枝在蒙脱土表面，两者形成有机-无机复合增强体。聚（酰亚胺-酰胺）含有的芳酰胺和烷基酰胺结构，与聚酰胺6的酰胺结构单元有很好的界面作用力和相容性，提高了聚（酰亚胺-酰胺）-蒙脱土的有机-无机复合增强体与聚酰胺6之间的相容性，在聚酰胺6基体中分散优良，使蒙脱土起到更好的增强改性作用，提高了聚酰胺6的拉伸强度、抗冲击强度和弯曲性能。

18、聚（酰亚胺-酰胺）含有刚性的酰亚胺环、芳酰胺结构，耐高温性好，机械结构稳定性高，与异氰酸酯基蒙脱土化学键合形成有机-无机复合增强体，改善了聚酰胺6的耐热性能，表现出更高的热分解温度。对聚酰胺6材料的拉伸强度、抗冲击强度和弯曲性能有很大提升。

技术特征：

1.一种聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，包括100重量份聚酰胺6、5-30重量份氨化聚（酰亚胺-酰胺）、0.5-5重量份异氰酸酯基蒙脱土、0.4-0.8重量份抗氧剂；

2.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（1）中4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺的摩尔用量是1,6-己二胺摩尔量的95-110%。

3.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（1）中聚合反应先在1.5-2mpa的压力下，210-220℃的温度中进行3-4h；然后在常压下，230-240℃的温度中进行2-3h。

4.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（2）中氯化锌、氯甲基甲醚的质量是聚（酰亚胺-酰胺）质量的12-30%、36-90%。

5.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（2）中氯化反应控制温度为50-60℃，时间为3-6h。

6.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（3）中叠氮化钠的质量是氯化聚（酰亚胺-酰胺）质量的10-25%。

7.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述（3）中叠氮化反应控制温度为100-120℃，时间为6-18h；还原反应控制温度为15-30℃，时间为2-6h。

8.根据权利要求1所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述4,4'-二（酰亚胺基苯甲酸）苯酰替苯胺的制备工艺为：

9.根据权利要求8所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6，其特征在于，所述偏苯三酸酐的摩尔量是4,4'-二氨基苯酰替苯胺摩尔量的200-220%。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6的制备工艺，其特征在于，将100重量份聚酰胺6、5-30重量份氨化聚（酰亚胺-酰胺）、0.5-5重量份异氰酸酯基蒙脱土、0.4-0.8重量份抗氧剂在双螺杆挤出机中挤出，各段温度为200-240℃；然后水冷、切粒、注塑，得到聚（酰亚胺-酰胺）增强改性聚酰胺6。

技术总结本发明涉及聚酰胺聚酰胺技术领域，且公开了一种聚（酰亚胺‑酰胺）增强改性聚酰胺6及制备工艺，本发明将氨化聚（酰亚胺‑酰胺）、异氰酸酯基蒙脱土和聚酰胺6熔融共混，得到聚（酰亚胺‑酰胺）增强改性聚酰胺6。熔融共混过程中，氨化聚（酰亚胺‑酰胺）的氨基与蒙脱土的异氰酸酯基团发生反应，使聚（酰亚胺‑酰胺）分子链接枝在蒙脱土表面，两者形成有机‑无机复合增强体。聚（酰亚胺‑酰胺）含有的芳酰胺和烷基酰胺结构，与聚酰胺6的酰胺结构单元有很好的界面作用力和相容性，提高了聚酰胺6的耐热性能、拉伸强度、抗冲击强度和弯曲性能。技术研发人员：文江河,孙利明,汪文受保护的技术使用者：广州仕天材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18