本發(fā)明涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，屬于聚合物制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚醚酰胺類熱塑性彈性體是一種嵌段共聚物，是由高熔點(diǎn)的結(jié)晶性聚酰胺硬段和非結(jié)晶性或者無(wú)定形聚酯或聚醚軟段組成。它們的化學(xué)組成、片段長(zhǎng)度和之間的比例決定了該類材料的物理和化學(xué)性質(zhì)。聚酰胺彈性體強(qiáng)度高、韌性高、彈性好、比重低、耐彎曲疲勞性能好、耐磨性能好、低溫性能好，可以廣泛地應(yīng)用于汽車、運(yùn)動(dòng)用品、醫(yī)療用品、密封件、機(jī)械零部件等方面。

目前聚醚酰胺彈性體的生產(chǎn)方法大部分為間歇生產(chǎn)。無(wú)論一步法還是兩步法，都是將物料置于間歇式反應(yīng)釜中，經(jīng)過(guò)一定的反應(yīng)時(shí)間得到聚醚酰胺彈性體。在工業(yè)化生產(chǎn)中，間歇生產(chǎn)的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，如間歇生產(chǎn)的生產(chǎn)效率較低，批次之間質(zhì)量波動(dòng)較大。在聚醚酰胺生產(chǎn)過(guò)程中需要將體系中的小分子盡量脫除干凈而獲得高分子量。間歇式的反應(yīng)釜?dú)庖航佑|面積較小，小分子的脫除困難，為了獲得高分子量的聚醚酰胺彈性體，需要長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)時(shí)間，這增加了反應(yīng)釜中物料熱降解的可能，導(dǎo)致生產(chǎn)所得的聚醚酰胺彈性體的性能降低。為了獲得較高的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的質(zhì)量，有必要開(kāi)發(fā)連續(xù)化的生產(chǎn)工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供了一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，采用串聯(lián)的預(yù)聚釜和若干個(gè)圓盤(pán)反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的預(yù)聚和聚合反應(yīng)，包括如下步驟：

（1）預(yù)聚：將低分子量聚酰胺、聚醚、催化劑按質(zhì)量比100:20~600:0.1:0.5連續(xù)送入預(yù)聚釜中并混合均勻，將預(yù)聚釜升溫，并進(jìn)行初步聚合，物料的反應(yīng)時(shí)間為30~60min，反應(yīng)溫度200~230℃，反應(yīng)壓力為0~-0.08pa；

（2）聚合：將完成混合的物料用泵從預(yù)聚釜中送出，送入圓盤(pán)反應(yīng)器中進(jìn)行聚合，圓盤(pán)反應(yīng)器中的壓力為-0.09mpa~-0.1mpa，聚合反應(yīng)時(shí)間為1~4h，反應(yīng)溫度為220~260℃。

進(jìn)一步的，所述低分子聚酰胺為分子量200~3000g/mol的aabb型聚酰胺或ab型聚酰胺。

進(jìn)一步的，所述聚醚為分子量200~3000g/mol的羥基封端的聚醚或氨基封端的聚醚。

進(jìn)一步的，所述催化劑為鈦、鋯、鉿的金屬衍生物或含磷原子化合物。

進(jìn)一步的，所述圓盤(pán)反應(yīng)器包括兩個(gè)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)聚釜的上部分別設(shè)置排氣口和冷凝回流管。

進(jìn)一步的，所述預(yù)聚釜的底部連接有熔體泵。

進(jìn)一步的，所述圓盤(pán)反應(yīng)器中設(shè)置有5-10個(gè)圓盤(pán)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)聚釜和反應(yīng)器的外部分別設(shè)置有夾套，所述夾套內(nèi)通有導(dǎo)熱油。

預(yù)聚:預(yù)聚釜為帶有高剪切能力攪拌的反應(yīng)釜，能夠?qū)⑺腿氲奈锪显诙虝r(shí)間內(nèi)混合均勻。在預(yù)聚釜中物料升溫并充分混合，并進(jìn)行初步聚合，以提高物料之間的相容性。

聚合：完成混合并加熱反應(yīng)溫度的物料用泵從混合器中送出，送入反應(yīng)器中進(jìn)行聚合。圓盤(pán)反應(yīng)器圓盤(pán)上設(shè)置有5-10個(gè)圓盤(pán)，相鄰的兩個(gè)圓盤(pán)將物料分割成一個(gè)個(gè)小室，相當(dāng)于一個(gè)個(gè)小的全混流反應(yīng)器，每個(gè)小室下半部分為物料池，上半部分為氣相空間。在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，圓盤(pán)不斷的將下部物料池中的物料帶到上部空間，物料在圓盤(pán)上形成液膜，增大了氣液接觸面積，降低小分子脫除的阻力具有較高的氣液接觸面積，表面更新速率快，能夠?qū)⒎磻?yīng)過(guò)程的副產(chǎn)物容易的排出，同時(shí)可以處理高粘度物料的設(shè)備。在聚合過(guò)程中隨著小分子的排出，低分子量聚酰胺、聚醚和低聚合度的聚醚酰胺之間繼續(xù)縮聚反應(yīng)，最終得到的高粘度的聚醚酰胺，其性能能夠滿足材料使用要求。

本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單，步驟易于操作，采用連續(xù)流程生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體，生產(chǎn)效率高，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)的聚醚酰胺彈性體應(yīng)用范圍廣。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

（1）相對(duì)粘度

精確稱量1g聚酰胺樹(shù)脂，加入到100ml的96%硫酸中，在20-30℃攪拌溶解。完全溶解后，取溶液置于烏氏粘度計(jì)中，在25℃的恒溫槽放置10分鐘后，測(cè)定下降速度(t)。另外，同樣的測(cè)定96％硫酸的下降速度(t0)。按照下式由t以及t0計(jì)算出相對(duì)粘度。

相對(duì)粘度=t/t0

（2）機(jī)械性能

在注射成型機(jī)中、在高于聚酰胺樹(shù)脂的熔點(diǎn)30℃的溫度下熔融，在注射壓力600kgf/cm2、注射時(shí)間1.0sec、模具溫度40℃的條件下得到注射成型片。得到的注射成型片在25℃下實(shí)施了24小時(shí)的退火處理后，在絕對(duì)干燥的狀態(tài)下進(jìn)行了以下試驗(yàn)。

拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率按iso527-2方法測(cè)定。

實(shí)施例1：

一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，采用串聯(lián)的預(yù)聚釜和兩個(gè)圓盤(pán)反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的預(yù)聚和聚合反應(yīng)；

低分子量聚酰胺pa610，分子量1000，流量10kg/hr；聚四氫呋喃二醇，分子量600，流量6kg/hr；催化劑鈦酸四丁酯，流量20g/hr。

反應(yīng)器操作條件：

預(yù)聚釜：反應(yīng)溫度220℃，壓力常壓，停留時(shí)間1小時(shí)。

第一圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有8個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度240℃，壓力2000pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

第二圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有5個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度250℃，壓力200pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

聚醚酰胺彈性體的相對(duì)粘度1.2。拉伸強(qiáng)度30mpa，斷裂伸長(zhǎng)率500%。

實(shí)施例2：

一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，采用串聯(lián)的預(yù)聚釜和兩個(gè)圓盤(pán)反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的預(yù)聚和聚合反應(yīng)；

低分子量聚酰胺pa1010，分子量1000，流量10kg/hr；聚四氫呋喃二醇，分子量1000，流量10kg/hr；催化劑鈦酸四丁酯，流量20g/hr。

預(yù)聚釜：反應(yīng)溫度220℃，壓力常壓，停留時(shí)間1小時(shí)。

第一圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有8個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度240℃，壓力2000pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

第二圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有5個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度250℃，壓力200pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

得到的聚醚酰胺彈性體的相對(duì)粘度1.4。拉伸強(qiáng)度30mpa，斷裂伸長(zhǎng)率600%。

實(shí)施例3：

一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，采用串聯(lián)的預(yù)聚釜和兩個(gè)圓盤(pán)反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的預(yù)聚和聚合反應(yīng)；

低分子量聚酰胺pa610，分子量1000，流量10kg/hr；聚四氫呋喃二醇，分子量600，流量2kg/hr；催化劑鈦酸四丁酯，流量10g/hr。

反應(yīng)器操作條件：

預(yù)聚釜：反應(yīng)溫度200℃，壓力為-0.05mpa，停留時(shí)間1小時(shí)。

第一圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有8個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度220℃，壓力2000pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

第二圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有5個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度260℃，壓力200pa，停留時(shí)間4小時(shí)。

聚醚酰胺彈性體的相對(duì)粘度1.5。拉伸強(qiáng)度30mpa，斷裂伸長(zhǎng)率500%。

實(shí)施例4：

一種連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的方法，采用串聯(lián)的預(yù)聚釜和兩個(gè)圓盤(pán)反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)聚醚酰胺彈性體的預(yù)聚和聚合反應(yīng)；

低分子量聚酰胺pa1010，分子量1000，流量10kg/hr；聚四氫呋喃二醇，分子量1000，流量60kg/hr；催化劑鈦酸四丁酯，流量50g/hr。

預(yù)聚釜：反應(yīng)溫度230℃，壓力為-0.08mpa，停留時(shí)間30min。

第一圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有8個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度220℃，壓力2000pa，停留時(shí)間4小時(shí)。

第二圓盤(pán)反應(yīng)器：反應(yīng)器中設(shè)置有5個(gè)圓盤(pán)，反應(yīng)溫度260℃，壓力200pa，停留時(shí)間1小時(shí)。

聚醚酰胺彈性體的相對(duì)粘度1.2。拉伸強(qiáng)度26mpa，斷裂伸長(zhǎng)率1000%。