一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，包括步驟：以4,4’-二氯二苯砜和4,4’-聯(lián)苯二酚或4,4’-二羥基二苯砜為反應(yīng)單體，以環(huán)丁砜為溶劑，以碳酸鈉為成鹽劑，在充氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，加入溶劑后開(kāi)始攪拌升溫至60℃~80℃，順次加入反應(yīng)單體，待單體全部溶解后，向體系中加入成鹽劑，后加入分水劑，繼續(xù)攪拌升溫至200℃~210℃，成鹽反應(yīng)1~2小時(shí)；成鹽反應(yīng)完成后，蒸出全部分水劑后再轉(zhuǎn)入聚合釜反應(yīng)；在成鹽階段體系的固含量為20%~25%，在聚合階段固含量為35~45%；聚合結(jié)束后將聚合粘液冷卻后粉碎成粉末，過(guò)濾后再用去離子水煮沸洗滌除去溶劑和副產(chǎn)物鹽，再干燥后即得。本發(fā)明的合成工藝可減少溶劑環(huán)丁砜的用量，又能縮短聚合時(shí)間、提高產(chǎn)能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚芳醚砜是一種高性能工程塑料，包括聚醚砜(PES)和聯(lián)苯聚醚砜(PPSU)，均具有很高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(~220° C)，由于它們具有耐熱性、耐熱水性、抗蠕變性、尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性、耐化學(xué)藥品性、無(wú)毒、阻燃等優(yōu)異的綜合性能，所以長(zhǎng)期以來(lái)在電子、電器、機(jī)械、汽車(chē)、醫(yī)療器具、食品加工及不沾涂料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]工業(yè)上重要的聚芳醚砜有采用二苯砜為溶劑的生產(chǎn)工藝，例如歐洲專(zhuān)利文獻(xiàn)ΕΡ2008067700和美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US20100310804A1，以及采用環(huán)丁砜為溶劑的生產(chǎn)工藝，見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn) CN85105138A，CN1765953A, CN1844196A, CN101704951A, CN101735459A。兩種工藝生產(chǎn)涉及的樹(shù)脂在溶劑中的含量在20~35%范圍內(nèi)，優(yōu)選25~30%，更優(yōu)選25%左右。生產(chǎn)一噸聚芳醚砜樹(shù)脂需要加入3噸環(huán)丁砜。此兩種工藝存在如下缺陷:(1)相同設(shè)備條件下聚芳醚砜的產(chǎn)能低；(2)由于環(huán)丁砜在高溫下的不穩(wěn)定性，從而使整個(gè)工藝流程中環(huán)丁砜的回收率僅在80%左右，也就是說(shuō)每生產(chǎn)I噸聚芳醚砜將損失600.0OKG環(huán)丁砜。
[0004]如果直接提高聚合體系的固含量，如設(shè)計(jì)體系固含量在30~40%范圍，我們發(fā)現(xiàn)在環(huán)丁砜體系中反應(yīng)速度沒(méi)有隨著濃度的增加而加快，反而隨著濃度的增加反應(yīng)速度下降，當(dāng)固含量在30~35%時(shí)，反應(yīng)速度下降近一半。這可能是由于體系的反應(yīng)速度受控于4，40-二氯二苯砜的濃度(DDS)，當(dāng)DDS濃度超過(guò)一定值時(shí)，對(duì)聚合物分子鏈有解聚作用，從而造成反應(yīng)速度降低；還有一種原因是在成鹽階段形成低分子量的預(yù)聚體，預(yù)聚體分子鏈的多少和單體的濃度直接相關(guān)，隨著單體濃度的增大預(yù)聚體量增加，當(dāng)預(yù)聚體增加到一定程度后體系中的單體濃度變低，造成后期聚合速度減弱，出現(xiàn)固含量過(guò)高反應(yīng)速度反而變慢的現(xiàn)象。因此，直接提高體系固含量也存在一定的缺陷。中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1268526A公開(kāi)了一種往體系中加入黏度調(diào)節(jié)劑有機(jī)硅化合物可以提高固含量至40 ^45%的辦法，但需要額外加入有機(jī)硅增加后處理難度，其聚合周期也較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可大為減少溶劑環(huán)丁砜的用量，又能縮短聚合時(shí)間、提高產(chǎn)能的聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種高固含量的聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，包括以下步驟:
(I)聚合反應(yīng)
以4，4’ - 二氯二苯砜和4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜為反應(yīng)單體，以環(huán)丁砜為溶劑，以碳酸鈉為成鹽劑；
在充氮保護(hù)的反應(yīng)釜中，加入環(huán)丁砜溶劑后開(kāi)始攪拌升溫至60°C~80°C，順次加入反應(yīng)單體，待單體全部溶解后，再向體系中加入成鹽劑，成鹽劑的用量為4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜摩爾量的1.05-1.2倍，隨后加入分水劑，繼續(xù)攪拌升溫至200°C ~210°C，成鹽反應(yīng)廣2小時(shí)；成鹽反應(yīng)完成后蒸出全部分水劑，再升溫至2200C~240°C，轉(zhuǎn)入充滿(mǎn)氮?dú)馇乙焉郎刂?20°C~240°C的反應(yīng)釜中，開(kāi)始以50~70轉(zhuǎn)/min的攪拌速度攪拌，恒溫0.5^1.0小時(shí)后加大攪拌速度至70-90轉(zhuǎn)/min，繼續(xù)恒溫0.5~1.0小時(shí)到設(shè)定粘度，得聚合粘液；
其中，在成鹽反應(yīng)階段體系的固含量為20%~25%，在聚合反應(yīng)階段體系的固含量為35~
45% ；
所述4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜的摩爾量較4，4’ - 二氯二苯砜過(guò)量
0.1% ~2%
或，4，4’ -二氯二苯砜的摩爾量較4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’-二羥基二苯砜過(guò)量
0.1%~2% ；
(2)后處理
將聚合粘液經(jīng)水冷卻后粉碎成粉末，過(guò)濾后再用去離子水煮沸洗滌除去溶劑和副產(chǎn)物鹽，然后干燥后即得 聚芳醚砜樹(shù)脂。
[0007]其反應(yīng)式如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)聚合反應(yīng) 以4，4’ - 二氯二苯砜和4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜為反應(yīng)單體，以環(huán)丁砜為溶劑，以碳酸鈉為成鹽劑； 在充氮保護(hù)的反應(yīng)釜中，加入環(huán)丁砜溶劑后開(kāi)始攪拌升溫至60°C~80°C，順次加入反應(yīng)單體，待單體全部溶解后，再向體系中加入成鹽劑，成鹽劑的用量為4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜摩爾量的1.05-1.2倍，隨后加入分水劑，繼續(xù)攪拌升溫至200°C ~210°C，成鹽反應(yīng)廣2小時(shí)；成鹽反應(yīng)完成后蒸出全部分水劑，再升溫至2200C~240°C，轉(zhuǎn)入充滿(mǎn)氮?dú)馇乙焉郎刂?20°C~240°C的反應(yīng)釜中，開(kāi)始以50~70轉(zhuǎn)/min的攪拌速度攪拌，恒溫0.5^1.0小時(shí)后加大攪拌速度至70-90轉(zhuǎn)/min，繼續(xù)恒溫0.5~1.0小時(shí)到設(shè)定粘度，得聚合粘液； 其中，在成鹽反應(yīng)階段體系的固含量為20%~25%，在聚合反應(yīng)階段體系的固含量為35~45% ； 所述4，4’ -聯(lián)苯二酚或4，4’ - 二羥基二苯砜的摩爾量較4，4’ - 二氯二苯砜過(guò)量0.1% ~2% 或，4，4’-二氯二苯砜的摩爾量較4，4’-聯(lián)苯二酚或4，4’-二羥基二苯砜過(guò)量0.1%~2% ； (2)后處理 將聚合粘液經(jīng)水冷卻后粉碎成粉末，過(guò)濾后再用去離子水煮沸洗滌除去溶劑和副產(chǎn)物鹽，再干燥后即得聚芳醚砜樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，所述分水劑包括甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、乙苯、二乙苯或偏二乙苯中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，所述分水劑為160° C〈沸點(diǎn)〈200° C且密度小于水的低毒性有機(jī)分水劑，具體為均三甲苯、鄰三甲苯、間三甲苯、二乙苯、偏二乙苯或四甲苯中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，在聚合反應(yīng)階段體系的固含量為38~42%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，在聚合反應(yīng)階段體系的固含量為39~41%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 一種高固含量聚芳醚砜樹(shù)脂的工業(yè)化合成方法，其特征在于，所述成鹽劑為國(guó)產(chǎn)碳酸鈉。
【文檔編號(hào)】C08G65/46GK103642030SQ201310608890
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】王賢文 申請(qǐng)人:江門(mén)市優(yōu)巨新材料有限公司