【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱塑性彈性體制備，具體公開了一種基于生物法癸二酸的聚酰胺彈性體及其制備方法、應用。
技術介紹
1、熱塑性彈性體以聚氨酯類、聚苯乙烯類、聚烯烴類、聚酯類、聚酰胺類等各種樹脂組合物的形式上市銷售。聚酰胺熱塑性彈性體(tpae)屬于熱塑性彈性體家族中的一員，其相對于廣泛應用的熱塑性聚氨酯彈性體(tpu)、熱塑性聚烯烴彈性體(tpo)、苯乙烯熱塑性彈性體(sbc)、熱塑性聚氯乙烯彈性體(tpvc)以及熱塑性聚醚酯彈性體(tpee)等，tpae的制備和應用起步較晚。聚酰胺彈性體由于其彈性高、比重低、伸縮性高、低溫性能好等特性，在汽車、運動器材、醫療用具、密封件、機械零部件等方面具有廣泛的應用。
2、聚酰胺熱塑性彈性體(tpae)主要是由聚酰胺硬段與聚醚或聚酯軟段組成的共聚物，其中作為硬段的聚酰胺主要有pa6、pa66、pa11、pa12等，該硬段部分主要決定了聚酰胺熱塑性彈性體的密度、硬度、熔點、拉伸強度、耐各種有機化學藥品等特性；作為軟段的部分主要有聚己內酯(pcl)、聚酯醇、聚乙二醇(peg)、聚環氧丙烷醚(ppg)、聚四氫呋喃(ptmeg)等，該軟段部分主要決定了聚酰胺熱塑性彈性體的低溫特性、吸濕性、抗靜電性、染色性以及對某些化學品的穩定性等特性。
3、但是現有作為聚酰胺硬段的單體原料二元酸例如癸二酸目前主要以蓖麻油為原料通過化學法制備得到，其生產周期長、工藝流程復雜、稀釋劑易污染環境、生產成本高，且制備得到的癸二酸雜質含量高，從而造成彈性體產品顏色發黃，并進一步對其力學性能產生負面影響。>
技術實現思路
1、為了解決現有聚酰胺彈性體制備成本高，聚合單體來源品質差，彈性體易黃變、力學性能有待進一步提高等問題，本專利技術提供了一種基于生物法癸二酸的聚酰胺彈性體及其制備方法、應用，通過優化制備工藝，獲得了黃色指數低、力學性能優異的聚酰胺彈性體。
2、本專利技術第一方面提供了一種基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其包括若干通式c和通式d的結構單元，所述結構單元通過酯基連接而成；所述通式c由若干通式a和通式b通過酰胺鍵連接而成；
3、
4、其中，x為5～16的整數；r1為c1～c5的直鏈或支鏈的亞烷基；所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的黃色指數≤10，進一步≤6。
5、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的相對粘度為1.5～3。
6、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的邵氏硬度為22d～80d，較佳地為30d～65d。
7、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的斷裂伸長率為300％以上，較佳地為500～950％。
8、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的密度為1.01～1.05g/cm3。
9、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的拉伸強度為30～60mpa，較佳地為40～50mpa。
10、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的缺口沖擊強度為nb(沖不斷)。
11、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體中，所述通式a的質量百分比為7-35％；所述通式b的質量百分比為18-52％；所述通式d的質量百分比為16-74％。
12、在一些實施方式中，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的原料包括癸二酸、二胺和聚醚。
13、本專利技術一優選實施方式中，所述癸二酸、二胺和聚醚的摩爾比為1：(0.65-0.97)：(0.05-0.36)；進一步較佳地為1：(0.68-0.9)：(0.1-0.35)。
14、本專利技術一具體實施方式中，所述癸二酸由生物法制備獲得。所述生物法制備包括采用生物基原料經生物轉化方法(如發酵法、酶轉化法)來生產癸二酸；或采用石油基原料經生物轉化方法生產癸二酸。或者，癸二酸含有符合astm?d6866標準的可再生來源的有機碳。具體地，例如本專利技術所述單體原料癸二酸可由cn107326051a公開的方法制備獲得。
15、本專利技術一優選實施方式中，所述癸二酸的純度≥99.5％，進一步≥99.8％。
16、本專利技術一優選實施方式中，所述癸二酸的灰分含量≤30ppm，進一步≤20ppm。
17、本專利技術一優選實施方式中，所述癸二酸的熔點為131-135℃。
18、在一些實施方式中，所述二胺選自碳原子數為5-16的脂肪族二元胺，更佳地為戊二胺、己二胺和月桂二胺中的一種或多種。
19、在一些實施方式中，所述聚醚包括c2-c5聚氧化烯烴二元醇、線型或者支化的c2-c36亞烷基、c6-c20芳基二元醇的一種或其混合物。
20、本專利技術一具體實施方式中，所述聚醚包括聚乙二醇(peg)、聚丙二醇(ppg)、聚四氫呋喃(ptmeg)的一種或其混合物。
21、本專利技術一具體實施方式中，所述聚醚的數均分子量為400-5000，或者為400-2000。
22、本專利技術中，較佳地，所述聚丙二醇的數均分子量為500-5000，例如為1000、2000、4000。
23、本專利技術第二方面提供了一種基于癸二酸的聚酰胺彈性體的制備方法，包括以下步驟：
24、s1、將生物法癸二酸、二胺、第一催化劑與水混合，制得聚酰胺鹽水溶液，調節聚酰胺鹽水溶液的ph值為4.5～6.8；
25、s2、將所述聚酰胺鹽水溶液加熱至200～250℃，壓力升至1.5～3.0mpa，出水排氣降壓，當溫度升高至240～270℃，抽真空至-(0.01～0.08)mpa，保持5～60min；然后加入聚醚和第二催化劑，在真空度為-(0.01～0.1)mpa下攪拌反應1-5h，恢復至常壓，出料切粒，獲得基于癸二酸的聚酰胺彈性體。
26、在一些實施方式中，步驟s1所述聚酰胺鹽水溶液的濃度為30％～70％(質量百分比)。
27、在一優選實施方式中，步驟s2中當溫度降至100℃以下時加入聚醚，再升溫至220～270℃，加入第二催化劑。
28、本專利技術中，所述癸二酸、二胺、聚醚的種類和用量如前所述，此處不再贅述。
29、在一些實施方式中，步驟s1中，所述第一催化劑選自磷酸、亞磷酸、亞磷酸三甲酯、亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、次磷酸鈉、次磷酸鋅、次磷酸鈣、次磷酸鉀中的一種或者多種，優選為次磷酸鈉和/或磷酸鈣。
30、在一些實施方式中，步驟s1中，所述第一催化劑的加入量，占所述癸二酸、所述二胺和所述第一催化劑的總量的0.001～5％。
31、在一些實施方式中，步驟s2中，所述第二催化劑為鈦系催化劑、鋯系催化劑、銻系催化劑和鍺系催化劑中的一種或多種，更優選為鈦系催化劑。
32、本專利技術中，所述鈦系催化劑較佳地為鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯和鈦酸四丙酯中的一種或多種。所述鋯系催化劑較佳地為鋯酸四丁酯和/或鋯酸四丙酯。所述銻系催化劑較佳地為乙二醇銻。所述鍺系催化劑較佳地為geo2。
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1.一種基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，其包括若干通式C和通式D的結構單元，所述結構單元通過酯基連接而成；所述通式C由若干通式A和通式B通過酰胺鍵連接而成；
2.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的相對粘度為1.5～3；和/或，
3.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體中，所述通式A的質量百分比為7-35％；所述通式B的質量百分比為18-52％；所述通式D的質量百分比為16-74％。
4.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的原料包括癸二酸、二胺和聚醚；
5.根據權利要求4所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述聚醚包括C2-C5聚氧化烯烴二元醇、線型或者支化的C2-C36亞烷基、C6-C20芳基二元醇的一種或其混合物；
6.一種基于癸二酸的聚酰胺彈性體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體的制備
8.根據權利要求6所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述第一催化劑選自磷酸、亞磷酸、亞磷酸三甲酯、亞磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、次磷酸鈉、次磷酸鋅、次磷酸鈣、次磷酸鉀中的一種或者多種，優選為次磷酸鈉和/或磷酸鈣；
9.一種如權利要求1-5任一項所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體在鞋底、導管材料、微傳動機械部件、減震材料或阻尼隔音材料領域中的應用。
10.一種塑性制品，其由權利要求1-5中任一項所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體加工成型得到。
...【技術特征摘要】
1.一種基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，其包括若干通式c和通式d的結構單元，所述結構單元通過酯基連接而成；所述通式c由若干通式a和通式b通過酰胺鍵連接而成；
2.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的相對粘度為1.5～3；和/或，
3.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體中，所述通式a的質量百分比為7-35％；所述通式b的質量百分比為18-52％；所述通式d的質量百分比為16-74％。
4.根據權利要求1所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述基于癸二酸的聚酰胺彈性體的原料包括癸二酸、二胺和聚醚；
5.根據權利要求4所述的基于癸二酸的聚酰胺彈性體，其特征在于，所述聚醚包括c2-c5聚氧化烯烴二元醇、線型或者支化的c2-c36亞烷基、c6-c20芳基二元醇的一種或其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周曉輝，李海帥，劉修才，
申請(專利權)人：上海凱賽生物技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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