一种改性聚苯硫醚及其合成方法与流程

文档序号:37058318发布日期:2024-02-20 21:07阅读:16来源:国知局

本发明涉及高分子材料,公开了一种改性聚苯硫醚及其合成方法。


背景技术:

1、聚苯硫醚的结晶度是指其分子链在固态中排列有序程度的指标,即晶体结构的完整性。这是由于聚苯硫醚分子链之间的相互作用和排列方式不同,导致晶体结构的形成程度也不同,存在不同的结晶度。其结晶度的高低直接影响聚苯硫醚的热稳定性、机械性能、物理性质和化学稳定性等方面的表现,因此是聚苯硫醚材料重要的物理性质之一。

2、采用硫化钠法制备的聚苯硫醚的结晶度偏低,使得聚苯硫醚材料分子之间排列紧密度不高,导致材料的热稳定性差,强度、硬度和刚性等都会有所下降。

3、现有技术中常采用热处理的方式来提升聚苯硫醚的结晶度,但是这种处理方式得到的聚苯硫醚结晶度提升有限,且能耗较高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改性聚苯硫醚及其合成方法,能保证链的定向增长,从而提高了聚合物分子的排布有序性,降低了聚合物的结晶度;有利于聚苯硫醚树脂的改性加工,也利于聚苯硫醚树脂的应用;同时,还保持了聚苯硫醚树脂在潮湿环境中的电绝缘性。

2、为了实现上述技术效果,本发明采用的技术方案是:

3、一种改性聚苯硫醚,所述改性聚苯硫醚是通过将硫化钠溶液、含有钾端基的聚芳醚酮以及含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合进行加热保温处理后,再依次进行闪蒸、酸洗、水洗、过滤、干燥而得。

4、进一步地,原料中硫化钠溶液摩尔浓度在0.5~0.6mol/l之间,对二氯苯的用量与硫化钠的摩尔比为(1.05~1.15):1,含有钾端基的聚芳醚酮的用量为对二氯苯用量的0.5~2.0%,n-甲基-2-吡咯烷酮与硫化钠的摩尔比为(3.0~3.8):1。

5、进一步地,所述含有钾端基的聚芳醚酮为peek或peekk中的一种或者两种的混合物。

6、为实现上述技术效果,本发明该提供了一种改性聚苯硫醚的合成方法,该方法用于制备所述的改性聚苯硫醚,包括:

7、向液态的硫氢化钠水溶液中加入氢氧化钠,并进行脱水处理,得到硫化钠溶液;

8、在保护气条件下将液态的硫化钠溶液与含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合,并对混合溶液进行加热保温处理后,得到含有聚苯硫醚树脂的混合溶液;

9、对含有聚苯硫醚树脂的混合溶液依次进行闪蒸、酸洗、水洗,得到含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液;

10、对含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液进行过滤、干燥,得到苯硫醚树脂产物。

11、进一步地,向液态的硫氢化钠水溶液中加入氢氧化钠,并进行脱水处理,得到硫化钠溶液的步骤包括:

12、向反应釜中加入30~40%wt的硫氢化钠水溶液,并加热到80~90℃,按硫氢化钠:氢氧化钠的摩尔比为1:(1.0~1.3)加入氢氧化钠固体,搅拌加热使反应釜中的物料温度升至130~180℃,保温除去多余水分后,使硫化钠的摩尔浓度控制在0.5~0.6mol/l之间即得。

13、进一步地,在保护气条件下将液态的硫化钠溶液与含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合,并对混合溶液进行加热保温处理的步骤包括:

14、用氮气置换出反应釜中的空气,然后向反应釜中加入含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液,以及脱水处理后的硫化钠溶液;其中对二氯苯的用量与硫化钠的摩尔比为(1.05~1.15):1,含有钾端基的聚芳醚酮的用量为对二氯苯用量的0.5~2.0%,n-甲基-2-吡咯烷酮与硫化钠的摩尔比为(3.0~3.8):1;

15、密闭反应釜后,控制反应釜内混合溶液温度为220-260℃,持续充入氮气使反应釜内压力范围为8-20kg/cm2,保温时间2~5h,然后控制反应釜内温度为260-280℃并保温3~4h,得到含有聚苯硫醚树脂的混合溶液。

16、进一步地,对含有聚苯硫醚树脂的混合溶液依次进行闪蒸、酸洗、水洗,得到含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液的步骤包括:

17、将反应釜内含有聚苯硫醚树脂的混合溶液用2~4h的时间从反应釜中闪蒸出来,并对蒸发物料进行冷凝并输送至溶剂中;

18、向吸附有蒸发物料的溶剂中加入盐酸溶液,控制溶液温度范围为30~40℃,并搅拌加入含有低沸点有机溶剂萃取有机杂质;

19、向除去有机杂质的溶液中加入去离子水洗涤得到含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液。

20、进一步地,对含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液进行过滤、干燥,得到苯硫醚树脂产物的步骤包括:

21、将含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液输入流化床进行过滤干燥,干燥工艺为流化床热空气温度120~140℃,过滤的物料在流化床中停留的时间为30-480min,使流化床干燥成含水量低于0.5%wt的聚苯硫醚树脂。

22、与现有技术相比,本发明所具备的有益效果是:通过在聚苯硫醚合成过程中加入0.5-2%的含有钾端基的聚芳醚酮(如peek或peekk),在加热保温处理过程中,聚芳醚酮的钾端基与聚苯硫醚的氯端基发生反应,可以在缩聚反应中形成更多的链延伸,且能保证链的定向增长,从而提高了聚合物分子的排布有序性,降低了聚合物的结晶度;可以规避现有技术中需要向聚苯硫醚中通入氧气而发生热氧化交联,既使聚苯硫醚树脂得到改性,又使聚苯硫醚树脂呈线性结构,这样有利于聚苯硫醚树脂的改性加工,也利于聚苯硫醚树脂的应用,同时,还保持了聚苯硫醚树脂在潮湿环境中的电绝缘性。



技术特征:

1.一种改性聚苯硫醚,其特征在于,所述改性聚苯硫醚是通过将硫化钠溶液、含有钾端基的聚芳醚酮以及含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合进行加热保温处理后,再依次进行闪蒸、酸洗、水洗、过滤、干燥而得。

2.根据权利要求1所述的改性聚苯硫醚,其特征在于,原料中硫化钠溶液摩尔浓度在0.5~0.6mol/l之间,对二氯苯的用量与硫化钠的摩尔比为(1.05~1.15):1,含有钾端基的聚芳醚酮的用量为对二氯苯用量的0.5~2.0%,n-甲基-2-吡咯烷酮与硫化钠的摩尔比为(3.0~3.8):1。

3.根据权利要求1所述的改性聚苯硫醚,其特征在于,所述含有钾端基的聚芳醚酮为peek或peekk中的一种或者两种的混合物。

4.一种改性聚苯硫醚的合成方法,该方法用于制备权利要求1-3中任意一项所述的改性聚苯硫醚,其特征在于,包括:

5.根据权利要求4所述的改性聚苯硫醚的合成方法,其特征在于,向液态的硫氢化钠水溶液中加入氢氧化钠,并进行脱水处理,得到硫化钠溶液的步骤包括:

6.根据权利要求4所述的改性聚苯硫醚的合成方法,其特征在于,在保护气条件下将液态的硫化钠溶液、含有钾端基的聚芳醚酮以及含有对二氯苯的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合,并对混合溶液进行加热保温处理的步骤包括:

7.根据权利要求4所述的改性聚苯硫醚的合成方法,其特征在于,对含有聚苯硫醚树脂的混合溶液依次进行闪蒸、酸洗、水洗,得到含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液的步骤包括:

8.根据权利要求4所述的改性聚苯硫醚的合成方法,其特征在于,对含有聚苯硫醚树脂混合物的悬浊液进行过滤、干燥,得到苯硫醚树脂产物的步骤包括:


技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域,公开了一种改性聚苯硫醚及其合成方法,通过在聚苯硫醚合成过程中加入0.5‑2%的含有钾端基的聚芳醚酮(如PEEK或PEEKK),在加热保温处理过程中,聚芳醚酮的钾端基与聚苯硫醚的氯端基发生反应,可以在缩聚反应中形成更多的链延伸,且能保证链的定向增长,从而提高了聚合物分子的排布有序性,降低了聚合物的结晶度;可以规避现有技术中需要向聚苯硫醚中通入氧气而发生热氧化交联,既使聚苯硫醚树脂得到改性,又使聚苯硫醚树脂呈线性结构,这样有利于聚苯硫醚树脂的改性加工,也利于聚苯硫醚树脂的应用,同时,还保持了聚苯硫醚树脂在潮湿环境中的电绝缘性。

技术研发人员:陈祚
受保护的技术使用者:德阳科吉高新材料有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/19
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