本發(fā)明屬于高分子材料，具體涉及一種共聚酰胺材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚酰胺66(pa66)是一種熱塑性樹脂，機械強度和硬度高，剛性大，可用作工程塑料，廣泛用于機械附件如齒輪、潤滑軸承等領(lǐng)域；此外，聚酰胺66也具有優(yōu)異的吸濕性，能夠在潮濕環(huán)境中使用，但是，也正因為其具有優(yōu)異的吸濕性，使得其在潮濕環(huán)境中使用時，由于吸收水分的影響導(dǎo)致強度和韌性下降，尺寸穩(wěn)定性變差。因此，如何提高聚酰胺66在潮濕環(huán)境中的強度和韌性，保持其尺寸穩(wěn)定，是人們較為關(guān)注的問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中多通過對聚酰胺66進行改性，來降低其吸水率，提高其強度和韌性。例如cn102226036a公開一種硫酸鈣玉米淀粉聚酰胺66復(fù)合材料及其制備工藝；所述復(fù)合材料由以下重量百分比的原料制成：硫酸鈣15-50wt％，玉米淀粉10-40wt％，聚酰胺66?20-60wt％，熱穩(wěn)定劑t-68?1-10w％，抗氧劑10101-10wt％和硬脂酸1-20wt％。通過利用玉米淀粉和硫酸鈣對pa66改性，降低其吸水率。但是，所述復(fù)合材料的韌性有待進一步提高。

3、又如cn103044913a公開一種原位增容制備超韌聚酰胺66納米復(fù)合材料及其制備方法；所述聚酰胺66納米復(fù)合材料包括聚酰胺66、三元乙丙橡膠、引發(fā)劑、順丁烯二酸酐和有機蒙脫土。所述超韌聚酰胺66納米復(fù)合材料抗低溫沖擊性能佳和吸水率低；但是強度有待進一步提高。

4、因此，提供一種具有優(yōu)異的拉伸強度，并且彎曲強度、壓縮強度優(yōu)良、韌性好，尺寸穩(wěn)定性好，或，具有優(yōu)異的沖擊韌性，較好的斷裂伸長率，尺寸穩(wěn)定性好且拉伸強度不會有明顯降低的共聚酰胺材料，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種共聚酰胺材料及其制備方法和應(yīng)用。所述共聚酰胺材料以聚酰胺66鹽和長碳鏈酰胺鹽為原料，在聚酰胺66中引入長碳鏈結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)物具有較好的強度和韌性，尺寸穩(wěn)定性好。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種共聚酰胺材料，所述共聚酰胺材料的原料包括聚酰胺66鹽和長碳鏈酰胺鹽。

4、本發(fā)明中，選用特定的原料，在聚酰胺66的分子結(jié)構(gòu)中引入長碳鏈結(jié)構(gòu)，降低共聚物中的酰胺基團的比例，進而減弱聚酰胺66的吸濕性，提高其尺寸穩(wěn)定性；同時，引入長碳鏈結(jié)構(gòu)為共聚酰胺帶來具有可自由伸展和旋轉(zhuǎn)的次甲基長鏈，提高了產(chǎn)物的韌性和柔軟性，使得聚酰胺在較低的溫度下也具有較高的沖擊韌性和柔軟性以及強度，尺寸穩(wěn)定性好。

5、優(yōu)選地，所述聚酰胺66鹽和長碳鏈酰胺鹽的質(zhì)量比為(0.1～9):1，例如可以為0.1:1、0.15:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1、0.5:1、0.55:1、0.6:1、0.65:1、0.7:1、0.75:1、0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1、1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1、4:1、4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1、5:1、5.2:1、5.4:1、5.6:1、5.8:1、6:1、6.2:1、6.4:1、6.6:1、6.8:1、7:1、7.2:1、7.4:1、7.6:1、7.8:1、8:1、8.2:1、8.4:1、8.6:1、8.8:1、9:1等。

6、本發(fā)明中，所述聚酰胺66鹽與長碳鏈酰胺鹽在大于1:1且小于等于9:1范圍內(nèi)，優(yōu)選(2～8):1，使得共聚酰胺材料具備優(yōu)異的拉伸強度的前提下，能夠兼具較好的強度和韌性，尺寸穩(wěn)定性好，可作為改性基料應(yīng)用于電子電器、汽車及家電等領(lǐng)域；所述聚酰胺66鹽與長碳鏈酰胺鹽的質(zhì)量比在(0.1～1):1范圍內(nèi)，優(yōu)選(0.2～0.8):1，使得共聚酰胺材料具備優(yōu)異的沖擊韌性(包括簡支梁沖擊強度)和尺寸穩(wěn)定性的前提下，能夠兼顧較好的斷裂伸長率，拉伸強度也沒有顯著的劣化，可作為改性基料應(yīng)用于精密機械部件、粉末涂料、傳動齒輪、電線電纜的包覆層等領(lǐng)域。

7、優(yōu)選地，所述聚酰胺66鹽的原料包括己二酸和己二胺。本發(fā)明中，對所述聚酰胺66鹽的制備方法不作限定，采用常規(guī)方法制備即可，示例性地：將己二胺和己二酸分別溶解于溶劑中，然后將這兩種溶液混合，經(jīng)冷卻，分離，洗滌，干燥，得到聚酰胺66鹽；

8、或者，將己二胺和己二酸在水中直接混合，制備成飽和水溶液，調(diào)整溶液的ph值后，將其冷卻，分離，干燥，得到聚酰胺66鹽；

9、或者，將己二酸加熱到己二胺的熔點以上、己二酸的熔點以下，同時將二元胺加熱到熔點以上，采用噴霧的方法將液態(tài)的己二胺添加到己二酸中，直接獲得聚酰胺66鹽。

10、優(yōu)選地，所述長碳鏈酰胺鹽的原料包括長碳鏈二元酸和二元胺。

11、優(yōu)選地，所述長碳鏈二元酸中碳原子個數(shù)≥10，例如可以為10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30等。

12、優(yōu)選地，所述長碳鏈多元酸包括癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸或十五烷二酸中的至少一種。

13、優(yōu)選地，所述二元胺包括c4～c14烷基二元胺，例如可以為c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14烷基二元胺等，其中，c4～c14烷基二元胺不包括己二胺。

14、優(yōu)選地，所述二元胺包括丁二胺、戊二胺、庚二胺、辛二胺、癸二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、十三烷二胺中的至少一種。

15、本發(fā)明實例中，選用戊二胺，得到的共聚酰胺材料不僅性能好(包括強度)，且成本低。

16、本發(fā)明中，所述長碳鏈酰胺鹽指原料選用長碳鏈二元酸，即選用碳原子個數(shù)為10～20的二元酸。

17、本發(fā)明中，對所述長碳鏈酰胺鹽的制備方法不作限定，采用常規(guī)方法進行制備即可，示例性地，所述方法包括：依次在成鹽罐中加入水、二元胺和長碳鏈二元酸進行成鹽反應(yīng)，得到所述長碳鏈酰胺鹽。

18、第二方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)第一方面所述的共聚酰胺材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

19、將聚酰胺66鹽與長碳鏈酰胺鹽反應(yīng)，得到所述共聚酰胺材料。

20、優(yōu)選地，所述聚酰胺66鹽以聚酰胺66鹽液的形式存在。

21、優(yōu)選地，所述聚酰胺66鹽液的ph值為7.10～7.70，例如可以為7.10、7.20、7.30、7.40、7.50、7.60、7.70等；聚酰胺66鹽液的濃度為50～65％，例如可以為52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％等。

22、優(yōu)選地，所述長碳鏈酰胺鹽以長碳鏈酰胺鹽液的形式存在。

23、優(yōu)選地，所述長碳鏈酰胺鹽液的ph值為8.00～8.80，例如可以為8.10、8.20、8.30、8.40、8.50、8.60、8.70、8.80等；長碳鏈酰胺鹽液的濃度為60～70％，例如可以為60％、62％、64％、66％、68％、70％等。

24、優(yōu)選地，所述反應(yīng)包括依次進行的升壓階段、保壓階段、降壓階段和后聚合階段。

25、優(yōu)選地，所述升壓階段的時間為20～40min，例如可以為20min、25min、30min、35min、40min等。

26、優(yōu)選地，所述保壓階段的壓力為1.4～1.8mpa，例如可以為1.4mpa、1.45mpa、1.5mpa、1.55mpa、1.6mpa、1.65mpa、1.7mpa、1.75mpa、1.8mpa等。

27、優(yōu)選地，所述保壓階段的初始溫度為200～250℃，例如可以為200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃等；保壓階段的時間為1～3h，例如可以為1h、1.5h、2h、2.5h、3h等。

28、優(yōu)選地，所述降壓階段的時間為40～80min，例如可以為40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min等；降至壓力為-0.002～-0.03mpa，例如可以為-0.02mpa、-0.01mpa、-0.005mpa、-0.002mpa等。

29、優(yōu)選地，所述后聚合階段的壓力為-0.005～-0.02mpa，例如可以為-0.005mpa、-0.01mpa、-0.015mpa、-0.02mpa等。

30、優(yōu)選地，所述后聚合階段的溫度為230～270℃，例如可以為230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃等。

31、優(yōu)選地，所述后聚合階段的時間為20～40min，例如可以為20min、25min、30min、35min、40min等。

32、本發(fā)明中，所述反應(yīng)在保護氣氛存在下進行，所述保護氣氛包括但不限于氮氣。

33、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法包括：

34、將聚酰胺66鹽液與長碳鏈酰胺鹽液引入密閉反應(yīng)釜中，在20～40min內(nèi)，將反應(yīng)釜內(nèi)壓力升至1.4～1.8mpa、溫度升至200～250℃，保壓1～3h，然后在40～80min內(nèi)降壓至-0.002～-0.02mpa，隨后進入后聚合階段，在壓力為-0.005～-0.02mpa、溫度為230～270℃的條件下反應(yīng)20～40min，得到所述共聚酰胺材料。

35、本發(fā)明中，所述共聚酰胺樹脂原料采用聚酰胺66鹽液和長碳鏈酰胺鹽液，通過并列成鹽，然后引入反應(yīng)釜內(nèi)聚合得到共聚酰胺，并列成鹽的方式有利于精準(zhǔn)調(diào)控多種鹽液原料，有利于得到粘數(shù)波動小的共聚產(chǎn)物。

36、第三方面，本發(fā)明提供一種改性基料，所述改性基料包括如第一方面所述的共聚酰胺材料。

37、優(yōu)選地，所述改性基料應(yīng)用于電子電器、汽車及家電等領(lǐng)域。

38、本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述列舉的點值，還包括沒有列舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

40、本發(fā)明提供的共聚酰胺材料，通過以聚酰胺66鹽和長碳鏈酰胺鹽為原料，在聚酰胺66中引入長碳鏈結(jié)構(gòu)，使得聚酰胺66在潮濕環(huán)境中仍具有較好的強度和韌性，尺寸穩(wěn)定性好。