一种从聚苯醚溶液中析出聚苯醚的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从聚苯醚溶液中析出聚苯醚的方法。
【背景技术】
[0002]聚苯醚分子链中有大量的苯环结构，分子刚性强，具有较高的硬度和韧性，蠕变小，具有很低的线性膨胀系数，尺寸稳定性优良，其玻璃化温度、热分解温度和热变形温度都较高，优于聚酰胺、聚碳酸酯和ABS树脂等工程塑料；并且，聚苯醚为非结晶性树脂，分子结构无可水解的基团，耐水性好；同时，聚苯醚分子结构中无强极性基团，其介电常数和介电损耗都较低，在很宽的温度和频率范围下，变化很小几乎不受影响。因此，聚苯醚广泛地用在汽车、电子、航空航天、医疗、纺织机械等方面。聚苯醚全球的消费量逐年增加。
[0003]聚苯醚早在1959年采用溶液中氧化偶合方法缩聚而成，并于1964年实现了聚苯醚的工业化生产。初期合成聚苯醚的过程中使用有毒硝基苯作为溶剂，对环境造成不良影响。随后有学者采用低毒的甲苯、二甲苯、二氧六环等溶剂用于聚苯醚的合成应用研宄。对于这些聚苯醚溶液，如果要得到聚苯醚粉体，必须利用聚苯醚在不良溶剂中溶解度小的特点，使用大量的甲醇、乙醇等聚苯醚的不良溶剂把聚苯醚析出；或者通过高温加热使聚苯醚溶液中的溶剂挥发而得到聚苯醚树脂。
[0004]例如，中国专利CN1435439A公开了向聚苯醚聚合溶液中添加甲醇、乙醇、丙酮等不良溶剂析出聚苯醚再过滤得到聚苯醚粒子的方法。中国专利CN1289570C公开了一种利用析出槽和搅拌把优良溶剂的聚苯醚溶液与聚苯醚不良溶剂混合而析出聚苯醚粒子的方法。该方法能够稳定地制备聚苯醚粒子，并且聚苯醚粒子粒度波动小，粒度均匀。中国专利CN1329102A公开了一种向聚苯醚溶液中加入水溶性的难溶聚苯醚的溶剂而使聚苯醚析出，得到聚苯醚。同时对滤液以水为萃取剂萃取难溶聚苯醚的溶剂，然后对水相进行蒸馏除去水溶性的难溶聚苯醚的溶剂，全部或部分留下来的水继续用于萃取分离聚苯醚的滤液。中国专利CN103421179A、CN103421180A、CN103421181A等也分别公开了利用聚苯醚的不良溶剂析出聚苯醚粉体的制备方法。
[0005]中国专利CN100360206C和CN101153073A公开了一种利用刮板式薄膜蒸发器去除聚苯醚树脂溶液中的溶剂，得到聚苯醚树脂的方法。通过圆柱形加热室的热量使溶剂挥发而得到含量达到99.8%的固体物。
[0006]从以上专利公开内容和聚苯醚的相关生产、研宄可以发现，聚苯醚溶液中析出聚苯醚树脂的方法有(I)不良溶剂沉析法和(2)加热挥发溶剂法。第一种方法需要大量的聚苯醚不良溶剂作为沉析剂，过滤得到聚苯醚的同时产生大量的滤液，并且滤液中含有制备聚苯醚溶液的良溶剂，造成仍有部分聚苯醚溶于滤液当中，导致聚苯醚的损失，收率偏低。该方法产生的滤液回收利用工艺步骤复杂；第二种方法需要大量的热量使溶剂挥发，能耗较高。并且由于常用的聚苯醚的溶剂沸点较高，在加热挥发溶剂的同时，聚苯醚长时间处于较高的温度下，将会发生一些副反应而影响聚苯醚树脂的品质。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种从聚苯醚溶液中析出聚苯醚的方法。
[0008]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0009]一种从聚苯醚溶液中析出聚苯醚的方法，将水蒸气连续地通入聚苯醚溶液和水的混合物中去除溶剂而使聚苯醚在水中析出的方法。
[0010]进一步，所述的聚苯醚溶液是指在溶剂中进行聚苯醚的合成、改性得到的溶液；所述的溶剂为下列有机溶剂中的一种或几种:芳香烃类苯:甲苯、二甲苯等，氯代烃类三氯甲烷、1，2_ 二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、氯苯、二氯苯等，以及硝基苯；所述的合成是由小分子单体酚类在氧化环境及催化剂作用下经过氧化偶合得到大分子聚苯醚的聚合方法；所述的改性是聚苯醚的端基、侧基反应改性或者是通过再分配反应降低聚苯醚分子量的改性。
[0011]进一步，所述的水蒸气是常压饱和水蒸气或过热水蒸气，所述水蒸气通入量为水蒸气与聚苯醚溶液的体积比为0.5?2:1，通入时间为0.5?20h，压力为I?200毫巴。
[0012]进一步，所述的连续地通入是把水蒸气通入到聚苯醚溶液和水的混合液中，并使水蒸气的出口在混合液的液面以下；水蒸气的通入时间为0.5?20小时。
[0013]进一步，所述的聚苯醚溶液和水的混合液中水的含量不少于混合液总质量的I %。
[0014]进一步，所述的混合液在剪切力持续地作用下，聚苯醚溶液和水形成均匀的分散液并一直保持。
[0015]进一步，所述的混合液温度保持在50°C?100°C范围。
[0016]进一步，所述的去除溶剂而使聚苯醚析出是利用不间断的水蒸气通入、蒸发带走聚苯醚溶液中的有机溶剂从而使聚苯醚在水中析出。
[0017]进一步，所述的由于水蒸气的蒸发带走的聚苯醚溶液中的有机溶剂经过冷凝、收集，形成水和有机溶剂两相分层的液体，可分别回收水相和溶剂相。
[0018]进一步，所述的析出的聚苯醚经过过滤，并多次冲洗滤饼，最后在一定温度下烘干得到较高纯度的聚苯醚树脂；所述的多次冲洗滤饼是用少量温度为20°C?100°C的去离子水或用少量甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲基乙基酮多次冲洗滤饼I?20次；所述的在一定温度下烘干是指在温度20°C?150°C条件下烘干。
[0019]与现有技术相比，本发明得到的聚苯醚几乎无损失，收率高，工艺步骤简单，成本低，不需要大量的聚苯醚不良溶剂，减少了废液的产生；同时也不需要大量的热量挥发聚苯醚溶剂，降低了聚苯醚粉体制备过程中由于高温产生的副反应，提高了聚苯醚树脂的产品品质。在水蒸气蒸发过程中，水与聚苯醚溶液中的溶剂形成共沸物，随着水蒸气的蒸发，有机溶剂被带出，后经过冷凝得到分为水和有机溶剂的两相液体，水和有机溶剂可分别回收再利用。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
[0021]实施例1
[0022]氧化偶合法得到的聚苯醚-甲苯溶液90份，去离子水10份(质量份数，下同)，后把混合液置于容器中，在搅拌器搅拌下分散均匀并一直保持搅拌状态，并加热，温度50°C。把常压水蒸气通入搅拌着的混合液液面以下，时间10小时。混合液中甲苯随水蒸气从容器的分馏口蒸出，在冷凝器中冷凝，接收器收集接收，馏出液体分为两层，上层为甲苯，下层为水。同时，容器内的聚苯醚逐渐在水中析出。根据搅拌的快慢，呈浅黄的白色粉末或小颗粒状。用小烧杯等容器接收馏出液，观察无分层说明甲苯已随水蒸发完全。停止水蒸气蒸发过程，并把容器中析出的聚苯醚和水一同用过滤装置过滤。接着用少量20°c的去离子水冲洗聚苯醚滤饼1-5次，收集冲洗过的聚苯醚滤饼，并将滤饼置于烘箱50°C下烘干至恒重。
[0023]实施例2
[0024]氧化偶合法得到的聚苯醚-甲苯溶液90份，去离子水20份(质量份数，下同)，后把混合液置于容器中，在搅拌器搅拌下分散均匀并一直保持搅拌状态，并加热，温度60°C。把常压水蒸气通入搅拌着的混合液液面以下，时间12小时。混合液中甲苯随水蒸气从容器的分馏口蒸出，在冷凝器中冷凝，接收器收集接收，馏出液体分为两层，上层为甲苯，下层为水。同时，容器内的聚苯醚逐渐在水中析出。根据搅拌的快慢，呈浅黄的白色粉末或小颗粒状。用小烧杯等容器接收馏出液，观察无分层说明甲苯已随水蒸发完全。停止水蒸气蒸发过程，并把容器中析出的聚苯醚和水一同用过滤装置过滤。接着用少量20°C的去离子水冲洗聚苯醚滤饼5?10次，收集冲洗过的聚苯醚滤饼，并将滤饼置于烘箱80°C下烘干至恒重。
[0025]实施例3
[0026]氧化偶合法得到的聚苯醚-甲苯溶液90份，去离子水30份(质量份数，下同)，后把混合液置于容器中，在搅拌器搅拌下分散均匀并一直保持搅拌状态，并加热，温度70°C。把常压水蒸气通入