CN103613748A - 热致全芳液晶共聚酯及其制备方法 - Google Patents

热致全芳液晶共聚酯及其制备方法 Download PDF

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Shanghai Pret Composites Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种热致全芳液晶共聚酯及其制备方法。本发明的方法包括如下步骤：（1）乙酰化：在带有回流冷凝器的反应器中按照摩尔比加入对羟基苯甲酸40-60份、6-羟基-2-萘甲酸10-20份和对苯二酚10-25份以醋酐为乙酰化试剂在催化剂吡啶作用下同时进行乙酰化反应；（2）聚合：乙酰化反应结束后在上述在带有回流冷凝器的反应器中对步骤（1）中得到的产物和摩尔份数为10-25份的对苯二甲酸在催化剂醋酸锌作用下进行聚合，聚合时先用氮气移除副产物醋酸，后用真空系统移除副产品醋酸；（3）在步骤（1）或者步骤（2）中加入甲基咪唑改善产品颜色。本发明能有效改善聚合物颜色并且同时提高反应总收率，提高生产效率，适合工业化生产。

Description

热致全芳液晶共聚酯及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种热致全芳液晶共聚酯及其制备方法，属于有机化学技术领域。
背景技术：
液晶高分子(LCP)是20世纪70年代开发出的一类具有优异性能的高性能聚合物，其在一定条件下能以液晶相存在，分子具有刚性和自发取向的特征。主要用于制作特种合成纤维和特种工程塑料。LCP制品具有高强度、高模量，尺寸稳定性、阻燃性、绝缘性好、耐高温、耐辐射、耐化学药品腐蚀、线膨胀率低、并有良好的加工流动性等优异性能。在电子电器、航空航天、光纤通讯、汽车工业、机械制造和化学工业等高新技术领域具有广阔的应用，被誉为超级工程塑料。
目前的LPC制品大部分采用固相聚合，固相聚合对反应设备要求高，同时工艺条件苛刻，不适合规模化生产。另外目前的LPC制品在反应结束后聚合物颜色发黑，产品在下游应用时受到限制，同时反应时间长，工业化生产时生产效率低。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种热致全芳液晶共聚酯及其制备方法，能有效改善聚合物颜色并且同时提高反应总收率，提高生产效率，适合工业化生产。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
热致全芳液晶共聚酯的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）乙酰化：在带有回流冷凝器的反应器中按照摩尔比加入羟基苯甲酸40-60份、6-羟基-2-萘甲酸10-20份和对苯二酚10-25份以醋酐为乙酰化试剂在催化剂吡啶作用下同时进行乙酰化反应；
（2）聚合：乙酰化反应结束后在上述在带有回流冷凝器的反应器中对步骤（1）中得到的产物和摩尔份数为10-25份的对苯二甲酸在催化剂醋酸锌作用下进行聚合，聚合时先用氮气移除副产物醋酸，后用真空系统移除副产品醋酸；
（3）在步骤（1）或者步骤（2）中加入甲基咪唑改善产品颜色。
所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，步骤（3）中所述的甲基咪唑的加入量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二酚和对苯二甲酸质量总和的万分之一。
所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，步骤（1）中催化剂吡啶的用量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸和对苯二酚质量总和的千分之一，步骤（2）中催化剂醋酸锌的用量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二酚和对苯二甲酸质量总和的千分之一。
所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，步骤（1）中所述的乙酰化反应温度为120℃，反应时间2h；步骤（2）中所述的聚合反应是在乙酰化反应结束后蒸馏出多余的醋酐和反应生成的醋酸，然后通氮气的同时以2℃/min的速度开始升温，随着温度的升高加大氮气流量，升温到260℃后，恒温反应1h，停止通入氮气，打开真空泵，同时以2℃/min的速度开始升温到360℃左右，此时真空度达到70帕，观察到无醋酸蒸馏出时反应结束，用氮气破除真空，再在氮气压力辅助下，压出物料，冷却切粒。
一种用上述方法制备的热致全芳液晶共聚酯。
有益效果：
1. 本发明的乙酰化反应和聚合反应采用在同一个反应器中进行，提高反应总收率，提高生产效率，适合工业化生产。
2.本发明经过大量试验证明，在聚合反应或者乙酰化反应时加入催化剂可以明显改善聚合物颜色。
具体实施方式：
实施例1
在装有机械搅拌器，氮气入口和出口、冷凝器和油水分离器的5 L反应不锈钢反应釜中，加入对羟基苯甲酸552g (4.0 mol)、6-羟基-2-萘甲酸 188g(1.0 mol)、对苯二酚275g(2.5 mol)、对苯二甲酸415g(2.5 mol)、乙酸酐1071g(11 mol)和吡啶1.02g。通氮气10 min后，以10℃/min升温到120℃，反应2 h，然后蒸出多余的醋酐和副产物醋酸，加入醋酸锌1.5g，然后在通入氮气的条件下以2℃/min升温到260℃，恒温反应2h，然后停止通入氮气，打开真空泵进行减压抽真空，同时以2℃/min升温到360℃左右，此时抽真空到70Pa左右，在此真空度下继续抽真空反应，直至搅拌电机指示的扭矩达到1.5A左右，用氮气解除真空，再在氮气压力辅助下，放出产物熔体进行冷却切粒。本发明产物按加德纳固体色度标准测试样品色度见表1。
实施例2~9
实施例2~9的反应条件同实施例1，只改变单体的摩尔配比和助剂甲基咪唑的量。酚羟基 : 乙酸酐保持1 : 1.1, 吡啶保持为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸和对苯二酚总质量的千分之一，醋酸锌保持为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二酚和对苯二甲酸总质量的千分之一。具体单体配比、加德纳色度和产品总收率列在表1。
表1 各实施例单体组成、色度和收率
Figure 2013105025015100002DEST_PATH_IMAGE002
从以上实施例中可以看出，加入甲基咪唑可以明显改善产品的颜色。
以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (5)

1.一种热致全芳液晶共聚酯的制备方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）乙酰化：在带有回流冷凝器的反应器中按照摩尔比加入对羟基苯甲酸40-60份、6-羟基-2-萘甲酸10-20份和对苯二酚10-25份以醋酐为乙酰化试剂在催化剂吡啶作用下同时进行乙酰化反应；
（2）聚合：乙酰化反应结束后在上述在带有回流冷凝器的反应器中对步骤（1）中得到的产物和摩尔份数为10-25份的对苯二甲酸在催化剂醋酸锌作用下进行聚合，聚合时先用氮气移除副产物醋酸，后用真空系统移除副产品醋酸；
（3）在步骤（1）或者步骤（2）中加入甲基咪唑改善产品颜色。
2.根据权利要求1所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，其特征是：步骤（3）中所述的甲基咪唑的加入量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二酚和对苯二甲酸质量总和的万分之一。
3.根据权利要求1或2所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，其特征是：步骤（1）中催化剂吡啶的用量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸和对苯二酚质量总和的千分之一，步骤（2）中催化剂醋酸锌的用量为对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二酚和对苯二甲酸质量总和的千分之一。
4.根据权利要求1或2所述的热致全芳液晶共聚酯的制备方法，其特征是：步骤（1）中所述的乙酰化反应温度为120℃，反应时间2h；步骤（2）中所述的聚合反应是在乙酰化反应结束后蒸馏出多余的醋酐和反应生成的醋酸，然后通氮气的同时以2℃/min的速度开始升温，随着温度的升高加大氮气流量，升温到260℃后，恒温反应1h，停止通入氮气，打开真空泵，同时以2℃/min的速度开始升温到360℃左右，此时真空度达到70帕，观察到无醋酸蒸馏出时反应结束，用氮气破除真空，再在氮气压力辅助下，压出物料，冷却切粒。
5.一种用上述方法制备的热致全芳液晶共聚酯。
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