一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法与流程

文档序号:12453690阅读:177来源:国知局

本发明涉及高分子树脂合成技术领域,尤其是涉及一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法。



背景技术:

目前国内PPS树脂的生产能力正在逐渐扩大,然而,这还是不能满足国内市场对高分子量PPS树脂的强烈需求,还是有相当部分消费量依靠进口产品,分析其主要原因,一是国内生产的PPS树脂在纯度、分子量等方面还达不到国际相关标准,限制了国内产品的应用范围,高端领域仍需要从国外购买高纯度高分子量的树脂;二是PPS树脂合成的生产技术存在一些问题,如原料的精制困难和脱水工艺及生产工艺不稳定等,都给实际生产带来了很大的影响;三是溶助剂的回收工艺仍不尽理想,极大的增加了生产成本。

现有的合成技术主要有环状苯硫醚齐聚物(CPS)开环聚合、二(4-卤代苯基)二硫化物自由基聚合反应、二苯基二硫醚的氧化反应、硫磺溶液缩聚路线(即硫磺溶液法)以及Macallum 法合成法,其中采用Macallum 法合成法的聚苯硫醚结构复杂,质量差,后续残留废物处理困难,反应难控制,不易大规模生产,而其他几种合成方法采用的原料成本高、毒性大,合成技术不完善,在工业生产上应用很少;硫化钠法得到聚苯硫醚收率高,重复性好,反应容易控制,原料来源方便、便宜,适合工业上大规模生产;综上,现有技术缺陷,主要包括合成树脂分子量较低,颜色差,机械性能不够好几个方面。

聚苯硫醚树脂作为一种结晶高分子热塑性塑料,具有电绝缘性、阻燃性、与其他材料的相容性以及无毒害等优异的性能,并具有均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性,已成特种工程塑料第一大品种;其中聚苯硫醚砜酮是一种非结晶型树脂,其机械性和耐高温性优良,聚苯硫醚酮是一种耐高温,耐腐蚀,强度高,模量高的结晶型树脂,已被广泛业应用于汽车、化工、电子、电器、精密机械、航空等相关工部门,世界市场上对PPS树脂年均消费量以15%~20%的速度递增,促使相关生产企业也在不断扩建生产装置,扩大生产能力。



技术实现要素:

为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法,解决上述树脂存在的分子量较低,颜色差,机械性能不够好的问题和缺点,采用分次加里料,常压滴加和高压聚合的方法来合成品质优良的树脂。

本发明所采用的技术方案是:一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法, 包括原料:硫化钠,4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮,溶剂:N-甲基吡咯烷酮,助剂:氢氧化钠,催化剂,苯甲酸钠;其主要特征在于:所述硫化钠与4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮的摩尔比为1.05::0.8:0.2;所述原料与溶剂、助剂、催化剂第一次聚合反应得到预聚物,第二次聚合反应得到聚合物溶液;所述原料与溶剂、助剂、催化剂的聚合反应温度为170°C-270°C,压力条件为0MPa-1MPa,所需时间为3h-8h;所述聚合物溶液在中止反应后降温, 通过沉降分离、粉碎、洗涤、干燥得到高分子材料。

进一步说明:所述原料与溶剂、助剂、催化剂的脱水温度为150°C-170°C,依次加入4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮后反应得到预聚物。

进一步说明:所述预聚物的反应时长为2h-6h,所需温度为120°C-200°C,补加物料后反应得到聚合物溶液。

进一步说明:所述聚合物溶液的反应时长为2h-6h,所需温度为220°C-230°C、压强为1MPa。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法,采用常压分次加料,滴加过程中,是聚合反应在一个温度范围内反应,有限防止聚合物反应时放热爆聚。在高压阶段,促进低聚物向高分子量聚合物反应,提高了聚合度和聚合物的各种性能;该方法稳定性好,重现性好,彻底解决了传统方法产品质量不稳定,分子量分布宽,性能较差的问题。

附图说明

图1为本发明的流程图。

本发明的流程一共包含六个阶段:原料的脱水反应;预聚物的聚合反应;聚合物溶液的取得;中止反应(降温);沉降分离;粉碎、洗涤、干燥。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示,一种高分子量聚苯硫醚砜酮的制造方法, 包括原料:硫化钠,4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮,溶剂:N-甲基吡咯烷酮,助剂:氢氧化钠,催化剂,苯甲酸钠;其主要特征在于:所述硫化钠与4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮的摩尔比为1.05::0.8:0.2;所述原料与溶剂、助剂、催化剂第一次聚合反应得到预聚物,第二次聚合反应得到聚合物溶液;所述原料与溶剂、助剂、催化剂的聚合反应温度为170°C-270°C,压力条件为0MPa-1MPa,所需时间为3h-8h;所述聚合物溶液在中止反应后降温, 通过沉降分离、粉碎、洗涤、干燥得到高分子材料;所述原料与溶剂、助剂、催化剂的脱水温度为150°C-170°C,依次加入4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮后反应得到预聚物;所述预聚物的反应时长为2h-6h,所需温度为120°C-200°C,补加物料后反应得到聚合物溶液;所述聚合物溶液的反应时长为2h-6h,所需温度为220°C-230°C、压强为1MPa。

具体实施过程如下

一、在磁力反应釜中,加入溶剂N-甲基吡咯烷酮,助剂氢氧化钠,催化剂,苯甲酸钠,以及原料硫化钠,搅拌加热;在温度为摄氏150-170度间脱水。

二、约2小时后,分次加入4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮,硫化钠与4,4'-二氯二苯砜和4,4'-二氯二苯甲酮的摩尔比为1.05::0.8:0.2,在温度为摄氏170-200度下反应2-6小时,得到预聚物。

三、再补加物料后,将压力调节为1MPa,温度控制在摄氏220-230度条件下,反应2-3小时。

四、终止反应,将温度降至摄氏120度以下,再经沉降分离过滤,粉碎、洗涤、干燥即得产品。

本发明相较于以往技术采用常温或者高温下聚合,本发明采用的是常温下分次滴加,高温、高压下聚合的方法,科学地将以往方法结合起来,形成一种新的方法,采用此新方法,合成的树脂性能稳定,聚合时间较短。

上列较佳实施例,对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明设计理念之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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