一种芳族砜聚合物及其聚合方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种芳族砜聚合物及其聚合方法和应用。

背景技术：

1、芳族砜聚合物属耐高温透明热塑性工程塑料，具有突出的热性能、优良的耐化学性、出色的高温抗蠕变性，优异的尺寸稳定性、极低的烟雾和有毒气体排放，以及优越的耐热水、过热蒸汽和良好的电性能。

2、随着芳族砜聚合物材料开发的日趋完善，其应用范围也越来越广，在航空航天、医疗卫生、食品、家用电器、电子电器、能源化工应用领域均有适用性，特别是户外易暴露环境下，对材料性能的要求越来越高，部分芳族砜制品在使用过程中对材料的耐uv性能的要求越来越严苛。cn104487489报道了在聚芳醚砜聚合物主链中引入脂环族基团，可保持拉伸强度降低较少的同时，在uv下的透光率损失大幅减少。但由于主链引入耐热性差的脂环族基团，聚合物的耐热性能和综合力学性能会产生潜在不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种芳族砜聚合物，具有耐紫外线的优点，及其聚合方法和应用。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种芳族砜聚合物，以芳族砜聚合物总重量计，含有0.2-1wt％的环二聚体(可以是0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、)，氯化脂肪胺盐含量为5-50ppm(可以是10ppm、15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、35ppm、40ppm、45ppm)。

4、芳族砜聚合物组合物中环二聚体的结构式为(以psu为例)：

5、psu的环二聚体。

6、ppsu聚合过程中生成的环二聚体。

7、pes聚合过程中生成的环二聚体。

8、优选的，以芳族砜聚合物总重量计，含有0.4-0.8wt％的环二聚体，氯化脂肪胺盐含量为15-30ppm。

9、芳族砜聚合物的反应单体包括双酚单体与砜类单体，双酚单体包含4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-联苯二酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷的至少一种，砜类单体包含4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、4,4'-双(4-氯苯砜)-1,1'-联苯的至少一种，双酚单体与砜类单体的摩尔比范围是：1：(0.99-1.30)。

10、所述的芳族砜聚合物的重均分子量mw＝4-10万。重均分子量的测试方法为利用凝胶渗透色谱(gpc)测试，以聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯为标准品，以thf或dmf等溶剂作为流动相。

11、本发明芳族砜聚合物的聚合方法，包括以下步骤：在惰性气体保护的反应釜中定量加入溶剂、反应单体、脂肪胺成盐剂、共沸剂，在180～210℃之间保持4～6h，反应过程中通过共沸不断排出反应生成的水，直到无水排出后，成盐反应结束，蒸出共沸剂；蒸出共沸剂之后，反应体系升温至230～240℃，保持2～3h结束；停止加热，将上述聚合物物料在水中沉析成条，粉碎后得到物料，物料用去离子水煮沸再过滤，重复数次煮沸再过滤的步骤，至芳族砜聚合物中氯化脂肪胺盐含量在预定范围内时停止，得到芳族砜聚合物。

12、粉碎后的物料平均粒径范围是0.05-2mm，物料用去离子水煮沸和过滤的次数为5-13。如果粉碎后物料的平均粒径较大，则煮沸次数也需要增加。

13、所述的脂肪胺成盐剂选自二戊胺、二己胺、三丁胺、三戊胺中的至少一种；所述的溶剂选自环丁砜；共沸剂选自苯或甲苯中的至少一种；所述的惰性气体选自氮气、氦气中的至少一种。

14、以二戊胺为例，二戊胺与双酚单体成盐反应示意如下。

15、

16、双酚盐与单体双氯或氯苯端基高分子链反应示意如下。

17、

18、溶剂的加入量为反应单体总重量的1.5～3倍；

19、脂肪胺成盐剂的物质的量为双酚单体物质的量的2.50～3.00倍，优选2.65-2.85倍，优选脂肪胺成盐剂用量下环二聚体含量更低，能够使环二聚体含量低于0.45wt％；

20、共沸剂的加入量为反应单体总重量的0.1～0.3倍。双酚单体与砜类单体的摩尔比范围是1：(0.9-1.1)。

21、本发明芳族砜聚合物的应用，用于户外器件外壳，如航空航天、医疗卫生、食品、家用电器、电子电器、能源化工应用领域需暴露在户外的器件。

22、本发明具有如下有益效果：

23、本发明对芳族砜聚合物的耐uv性能研究过程中，发现聚合物的环二聚体含量以及氯化脂肪胺盐含量对树脂耐uv性能有一定影响，在聚合过程中采用脂肪胺成盐剂，可制备得到环二聚体含量低于1wt％的芳族砜聚合物，同时在后处理洗涤过程中控制氯化脂肪胺盐含量，能够改善芳族砜聚合物在uv下的不可逆的副反应对树脂各项性能产生不利影响。

技术特征：

1.一种芳族砜聚合物，其特征在于，以芳族砜聚合物总重量计，含有0.2-1wt%的环二聚体，氯化脂肪胺盐含量为5-50ppm。

2.根据权利要求1所述的芳族砜聚合物，其特征在于，以芳族砜聚合物总重量计，含有0.4-0.8wt%的环二聚体，氯化脂肪胺盐含量为15-30ppm。

3.根据权利要求1所述的芳族砜聚合物，其特征在于，芳族砜聚合物的反应单体包括双酚单体与砜类单体，双酚单体包含4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-联苯二酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷的至少一种，砜类单体包含4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、4,4'-双(4-氯苯砜)-1,1'-联苯的至少一种，双酚单体与砜类单体的摩尔比范围是：1：（0.99-1.30）。

4.根据权利要求1所述的芳族砜聚合物，其特征在于，所述的芳族砜聚合物的重均分子量mw=4-10万。

5. 权利要求1-4任一项所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气体保护的反应釜中定量加入溶剂、反应单体、脂肪胺成盐剂、共沸剂，在180~210℃之间保持4~6 h，反应过程中通过共沸不断排出反应生成的水，直到无水排出后，成盐反应结束，蒸出共沸剂；蒸出共沸剂之后，反应体系升温至230~240 ℃，保持2~3 h结束；停止加热，将上述聚合物物料在水中沉析成条，粉碎后得到物料，物料用去离子水煮沸再过滤，重复数次煮沸再过滤的步骤，至芳族砜聚合物中氯化脂肪胺盐含量在预定范围内时停止，得到芳族砜聚合物。

6.根据权利要求5所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，粉碎后的物料平均粒径范围是0.05-2mm，物料用去离子水煮沸和过滤的次数为5-13。

7.根据权利要求5所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，所述的脂肪胺成盐剂选自二戊胺、二己胺、三丁胺、三戊胺中的至少一种；所述的溶剂选自环丁砜；共沸剂选自苯或甲苯中的至少一种；所述的惰性气体选自氮气、氦气中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，溶剂的加入量为反应单体总重量的1.5~3倍；脂肪胺成盐剂的物质的量为双酚单体物质的量的2.50~3.00倍，优选2.65-2.85倍；共沸剂的加入量为反应单体总重量的0.1~0.3倍。

9.权利要求1-4任一项所述芳族砜聚合物的应用，其特征在于，用于户外器件外壳。

技术总结
本发明公开了一种芳族砜聚合物，主要是通过抑制组合物中环二聚体占芳族砜聚合物重量百分比为0.2‑1wt%，并且含有5‑50ppm氯化脂肪胺盐使得本发明申请的芳族砜聚合物具有更好的耐紫外线效果。

技术研发人员：高红军,陈平绪,叶南飚,孙学科,王道波,陈锐斌,黎杰良,姜苏俊
受保护的技术使用者：珠海万通特种工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14