一種透明尼龍610的制備方法及其牙刷絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種透明尼龍610的制備方法，以及用該透明尼龍610制備的牙刷絲。
【背景技術(shù)】
[0002]尼龍又名聚酰胺，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)的熱塑性樹(shù)脂總稱(chēng)。尼龍610在尼龍家族中占有很重要的位置，具有物理機(jī)械強(qiáng)度高，吸水性小，制品尺寸穩(wěn)定性好，電絕緣性優(yōu)異、剛度低等優(yōu)點(diǎn)，適用于制備牙刷絲。目前，我國(guó)用于生產(chǎn)牙刷絲的尼龍?jiān)辖^大部份為尼龍66、尼龍1010及尼龍610樹(shù)脂。尼龍66結(jié)構(gòu)規(guī)整性較好，結(jié)晶度高，其突出特點(diǎn)是剛性、模量較高，耐熱性較好，但加工溫度窄，高溫熔融狀態(tài)下易水解。另外由尼龍66制得的牙刷絲口感差，易倒伏，易導(dǎo)致牙齦出血，因此盡管價(jià)格較低，隨著人們生活品質(zhì)的提高，用來(lái)做牙刷絲的比重逐步下降。另外，由于制取尼龍1010樹(shù)脂的兩種主要單體均來(lái)自蓖麻籽，因此，在產(chǎn)量上受到一定的限制，且成本較高，產(chǎn)品價(jià)格昂貴，導(dǎo)致產(chǎn)品滯銷(xiāo)。尼龍610生產(chǎn)成本大大低于尼龍1010，而分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似于尼龍1010。但尼龍610的分子鏈重復(fù)單元較尼龍1010鏈短，因此，前者具有略高于后者的剛性，紡制成牙刷絲則表現(xiàn)為抗倒毛性能較好，可以延長(zhǎng)牙刷的使用壽命，因此尼龍610樹(shù)脂越來(lái)越多用于牙刷絲。但傳統(tǒng)的尼龍610主要由癸二酸和己二胺制備而成，鏈段規(guī)整性較好，結(jié)晶度較高，外觀表現(xiàn)為不透明，無(wú)法滿足人們對(duì)透明牙刷絲的需求。研發(fā)成本較低的透明尼龍610制備牙刷絲具有重要的應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明的目的是提供一種透明尼龍610的制備方法，同時(shí)提供用該透明尼龍610制成的牙刷絲，該牙刷絲具有良好的透明性和耐磨性。
[0003]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
將等摩爾比的混合二元酸和混合二元胺混合中和形成酰胺鹽，并配成固含量為50%-60%的酰胺鹽水溶液；將形成的酰胺鹽水溶液、催化劑、抗氧劑加入到反應(yīng)容器中，升溫至220?255°C，升壓至1.2?1.8MPa，持續(xù)反應(yīng)I?3小時(shí)；反應(yīng)完成后，繼續(xù)升溫至240°C?260°C，進(jìn)行脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。
[0004]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是:
所述混合二元酸為80?90%質(zhì)量份的癸二酸與10?20%質(zhì)量份的含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸組成的混合二元酸；所述混合二元胺為80?90%質(zhì)量份的己二胺與10?20%質(zhì)量份的脂環(huán)族二胺組成的混合二元胺。
[0005]所述含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸為對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸或間苯二甲酸中一種或兩種以上混合；所述脂環(huán)族二胺為異佛爾酮二胺、3，3- 二甲基-4，4- 二氨基二環(huán)己基甲烷或4,4/ -二氨基二環(huán)己基甲烷中一種或兩種以上混合。二元酸主要有含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸和脂肪族二元酸兩種，本發(fā)明選用含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸，而不選用丁二酸、癸二酸等脂肪族二元酸，是由于苯環(huán)結(jié)構(gòu)具有剛性，可以避免因尼龍610由于鏈段規(guī)整性破壞而結(jié)晶能力下降導(dǎo)致的強(qiáng)度降低現(xiàn)象。二元胺主要有脂環(huán)族二元胺、脂肪族二元胺或芳香族二元胺三種，本發(fā)明選用脂環(huán)族二元胺，而不選用脂肪族二元胺或芳香族二元胺，是由于脂肪族二元胺與己二胺結(jié)構(gòu)類(lèi)似，不易破壞尼龍610鏈段規(guī)整性，使其結(jié)晶性能下降而透明，另外由于脂肪族鏈段的柔性而導(dǎo)致尼龍610強(qiáng)度也會(huì)降低；而芳香族二元胺盡管可以提高尼龍610強(qiáng)度，但由于氨基與苯環(huán)相連導(dǎo)致容易因氧化而生成變色基團(tuán)，導(dǎo)致尼龍610顏色變深，且毒性較大，不適合作為制備牙刷絲的原料。
[0006]所述酰胺鹽、催化劑、抗氧劑的重量份比為100:0.05?0.5:0.05?0.2。
[0007]所述催化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸三鈉、磷酸一氫鈉或磷酸二氫鈉中一種或兩種以上混合。
[0008]所述抗氧劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或氯化亞錫中一種或兩種以上混合。
[0009]所述酰胺鹽水分散液的固含量為50%?70%;所述脫水溫度優(yōu)選為250 °C?260。。。
[0010]所述常溫為20-30°C，所述常壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0.1MPa。
[0011]將制得的透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲得到透明尼龍610牙刷絲。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
1)本發(fā)明所使用的二元胺和二元酸均可來(lái)自石油或蓖麻油，成本較低；
2)本發(fā)明制得的透明尼龍610牙刷絲由于采用含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸和脂環(huán)族二元胺對(duì)尼龍610進(jìn)行改性，破壞了尼龍610分子鏈段的規(guī)整性，不易形成大分子球晶，因而具有良好的透明性，透光率可達(dá)85%以上，霧度可達(dá)30%以下；
3)本發(fā)明中透明尼龍610通過(guò)高壓進(jìn)行制備，有效地縮短了成型周期，提高了生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在實(shí)施例中采用上海精密科學(xué)儀器有限公司物理光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的WGW光電霧度儀，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GR/T 2410-2008進(jìn)行透明尼龍610牙刷絲的透明度的測(cè)定。
[0014]實(shí)施例1
首先在高壓反應(yīng)釜中將31.2g的己二胺、7.8g異佛爾酮二胺與48.8g的癸二酸、12.2g對(duì)苯二甲酸中和，并配制成60%固含量的酰胺鹽水分散液，然后加入0.06g碳酸鈉，0.07g辛酸亞錫，將反應(yīng)體系升溫至224°C，壓力1.3MPa，保溫保壓反應(yīng)3h ;隨后溫度升溫至258°C，同時(shí)脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。將透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲，得到透明尼龍610牙刷絲。該透明尼龍610牙刷絲的透光率為88.5%，霧度為26.3%。
[0015]實(shí)施例2
首先在高壓反應(yīng)釜中將33.Sg的己二胺、4.8g3, 3- 二甲基-4，4- 二氨基二環(huán)己基甲烷與53.7g的癸二酸、7.7g鄰苯二甲酸中和，并配制成60%固含量的酰胺鹽水分散液，然后加入0.20g碳酸氫鈉，0.12g 二月桂酸二丁基錫，將反應(yīng)體系升溫至232°C，壓力1.4MPa，保溫保壓反應(yīng)2.5h ;隨后溫度升溫至250°C，同時(shí)脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。將透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲，得到透明尼龍610牙刷絲。該透明尼龍610牙刷絲的透光率為87.2%，霧度為28.6%。
[0016]實(shí)施例3 首先在高壓反應(yīng)釜中將34.2g的己二胺、3.8g4, 4' - 二氨基二環(huán)己基甲烷與55.Sg的癸二酸、6.2g間苯二甲酸中和，并配制成60%固含量的酰胺鹽水分散液，然后加入0.32g磷酸三鈉，0.14g氯化亞錫，將反應(yīng)體系升溫至245°C，壓力1.5MPa，保溫保壓反應(yīng)1.5h ;隨后溫度升溫至250°C，同時(shí)脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。將透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲，得到透明尼龍610牙刷絲。該透明尼龍610牙刷絲的透光率為85.5%，霧度為 29.6%ο
[0017]實(shí)施例4
首先在高壓反應(yīng)釜中將33.Sg的己二胺、5.0g3, 3- 二甲基-4，4- 二氨基二環(huán)己基甲烷與52.0g的癸二酸、9.2g對(duì)苯二甲酸中和成60%固含量的酰胺鹽水分散液，然后加入0.48g磷酸一氫鈉，0.19g辛酸亞錫，將反應(yīng)體系升溫至255°C，壓力1.7MPa，保溫保壓反應(yīng)1.2h ；隨后溫度升溫至258°C，同時(shí)脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。將透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲，得到透明尼龍610牙刷絲。該透明尼龍610牙刷絲的透光率為86.8%，霧度為27.0%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 將等摩爾比的混合二元酸和混合二元胺混合中和生成酰胺鹽，并配成酰胺鹽水分散液；將酰胺鹽水分散液、催化劑、抗氧劑加入到反應(yīng)容器中，升溫至220?255°C，升壓至1.2?1.8MPa，持續(xù)反應(yīng)I?3小時(shí)；反應(yīng)完成后，升溫至240°C?260°C，進(jìn)行脫水，脫水后降至常溫常壓，制得透明尼龍610。2.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述混合二元酸為80?90%質(zhì)量份的癸二酸與10?20%質(zhì)量份的含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸組成的混合二元酸；所述混合二元胺為80?90%質(zhì)量份的己二胺與10?20%質(zhì)量份的脂環(huán)族二胺組成的混合二元胺。3.如權(quán)利要求2所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸為對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸或間苯二甲酸中一種或兩種以上混合；所述脂環(huán)族二胺為異佛爾酮二胺、3，3- 二甲基-4，4- 二氨基二環(huán)己基甲烷或4，4' - 二氨基二環(huán)己基甲烷中一種或兩種以上混合。4.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述酰胺鹽、催化劑、抗氧劑的重量份比為100:0.05?0.5:0.05?0.2。5.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述催化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸三鈉、磷酸一氫鈉或磷酸二氫鈉中一種或兩種以上混合。6.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述抗氧劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或氯化亞錫中一種或兩種以上混合。7.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述酰胺鹽水分散液的固含量為50%?70%。8.如權(quán)利要求1所述的一種透明尼龍610的制備方法，其特征在于:所述脫水溫度為250 °C ?260。。。9.用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)制得的透明尼龍610紡絲，制成透明尼龍610牙刷絲。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種透明尼龍610的制備方法，以及用該透明尼龍610制備的牙刷絲。以癸二酸與含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二元酸組成的混合二元酸、己二胺與脂環(huán)族二胺組成的混合二元胺為主要原料，中和為酰胺鹽，配成酰胺鹽水分散液，通過(guò)加入催化劑、抗氧劑，升溫升壓，經(jīng)聚合反應(yīng)得到透明尼龍610，最后將透明尼龍610按常規(guī)方法紡絲即可得到透明尼龍610牙刷絲。本發(fā)明公開(kāi)的制備方法通過(guò)高壓進(jìn)行制備，有效地縮短了成型周期，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明制得的透明尼龍610具有良好的透明性，可滿足人們對(duì)透明牙刷絲的需求。除了良好的透明性以外，本發(fā)明制得的透明尼龍610牙刷絲還具有較好的耐磨性。
【IPC分類(lèi)】D01F6/60, C08G69/28, C08G69/26
【公開(kāi)號(hào)】CN104974342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410716153
【發(fā)明人】項(xiàng)尚林, 袁小華, 顏惠茹, 陳曦, 井建林
【申請(qǐng)人】淮安市欣佳尼龍有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年12月2日