CN104892926A - 聚芳醚酮粗品的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料的纯化方法，具体涉及一种聚芳醚酮粗品的纯化方法。所述的纯化方法是先采用甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液，对聚芳醚酮粗品进行洗涤、离心；再采用甲酸溶液进行洗涤、离心；最后采用水进行洗涤、离心、烘干得到聚芳醚酮纯化品。本发明具有操作简单易行，工艺步骤少，处理效率高的特点，大大降低了后处理成本。乙酰丙酮能够与催化剂金属离子络合，从而将催化剂金属离子从粗品中去除。本发明只需经过三次洗涤操作，即可将聚芳醚酮粗品中金属离子含量降低至20ppm以下，能够有效清除聚芳醚酮粗品中的金属离子及残留的有机溶剂，保证产品质量。同时，所用溶剂能够循环利用，既经济又环保。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料的纯化方法，具体涉及一种聚芳醚酮粗品的纯化方法。
背景技术
聚芳醚酮具有优异的耐热性、刚性、机械性能和耐磨性能，与金属材料相似，质量更轻，加工更简易，使其在国防军工、航空航天、电子信息、汽车制造、石油化工、医疗卫生、家用电器、汽车制造等领域，具有极大的应用前景。
目前，聚芳醚酮的制备分为亲核取代反应法和亲电取代反应法两种。前者原料昂贵，工艺复杂；后者原料价格较低，工艺相对简单。亲电取代反应法中，经缩聚合成聚芳醚酮时，一般采用无水氯化铝为催化剂，反应过程需加入大量催化剂，从而导致聚芳醚酮粗品中残留有催化剂。催化剂的存在会对树脂的热稳定性带来极大的危害，在后续加工过程中也会导致聚合物发生副反应。因此，能够找到一种有效的粗品后处理纯化工艺，有效去除聚合物中残留金属离子及制备过程残留的有机溶剂是合成高性能聚芳醚酮的重要环节。
目前由亲电反应路线制备的聚芳醚酮的后处理纯化工艺大多较为复杂繁琐，每次处理时均会使用大量溶剂，且往往需要长时间反复洗涤，有时还需要采用高温高压的纯化方法，对设备要求较高，洗涤过后会产生大量废液，导致投入大，效率低，对环境影响大，从而限制其进一步发展和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚芳醚酮粗品的纯化方法，操作简单，成本较低，且洗涤用溶剂回收处理后能够再次利用，能够有效清除聚芳醚酮中的金属离子及残留的有机溶剂。
本发明所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，包括以下步骤：
(1)先采用甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液，对聚芳醚酮粗品进行洗涤、离心得到初级纯化品；
(2)再采用甲酸溶液，对初级纯化品进行洗涤、离心得到次级纯化品；
(3)最后采用水，对次级纯化品进行洗涤、离心、烘干得到聚芳醚酮纯化品。
其中，优选的技术方案如下：
所述的聚芳醚酮粗品是采用亲电反应制得的，粒径为0.1～2mm的粉状物料。
步骤(1)中，洗涤是在100～105℃的混合溶液中，搅拌洗涤6～10小时。
步骤(1)中，甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液为质量百分比浓度80～95％甲酸水溶液与乙酰丙酮按质量比为3.8～4.2:1配制而成；聚芳醚酮粗品与甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液的质量比为1:10～20。
步骤(2)中，洗涤是在常温甲酸溶液中，搅拌洗涤2～4小时。
步骤(2)中，甲酸溶液为质量百分比浓度为60～75％的甲酸水溶液，步骤(1)中的聚芳醚酮粗品与步骤(2)中的甲酸溶液的质量比为1:10～20。
步骤(3)中，洗涤是在常温的水中，搅拌洗涤2～4小时。
步骤(1)中的聚芳醚酮粗品与步骤(3)中水的质量比为1:10～20。
步骤(3)中，烘干是先常压烘干8～10小时，再减压烘干2～4小时。
步骤(3)中，烘干温度120～140℃，减压压力-0.1～-0.08MPa。
本发明适用于亲电反应合成的聚芳醚酮，洗涤结束烘干后，物料中催化剂金属离子残留小于20ppm，无有机溶剂残留。
本发明所述的聚芳醚酮包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等等。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明具有操作简单易行，工艺步骤少，处理效率高的特点，大大降低了后处理成本。乙酰丙酮能够与催化剂金属离子络合，从而将催化剂金属离子从粗品中去除。本发明只需经过三次洗涤操作，即可将聚芳醚酮粗品中金属离子含量降低至20ppm以下，能够有效清除聚芳醚酮粗品中的金属离子及残留的有机溶剂，保证产品质量。同时，所用溶剂能够循环利用，既经济又环保。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
将聚芳醚酮粗品60kg，加入第一搅拌釜中，再加入600kg甲酸水溶液与乙酰丙酮的混合溶液，其中甲酸水溶液与乙酰丙酮的质量比为4.2:1，甲酸水溶液浓度80％，升温100℃，密封搅拌回流洗涤10h，经离心将大部分溶液去除，将物料放入第二搅拌釜中，用1200kg浓度60％甲酸水溶液常温搅拌洗涤2h，离心，物料在第三搅拌釜中用600kg水常温洗涤4h，离心，在双锥干燥器中常压140℃干燥10h后，再负压-0.1MPa干燥3h，经检测无有机溶剂残留，聚芳醚酮中催化剂金属离子残留为19ppm，水分含量0.2％。
实施例2
将聚芳醚酮粗品60kg，加入第一搅拌釜中，再加入1200kg甲酸水溶液与乙酰丙酮的混合溶液，其中甲酸水溶液与乙酰丙酮的质量比为3.8:1，甲酸水溶液浓度95％，升温105℃，密封搅拌回流洗涤8h，经离心将大部分溶液去除，将物料放入第二搅拌釜中，用600kg浓度75％甲酸水溶液常温搅拌洗涤4h，离心，物料在第三搅拌釜中用1200kg水常温洗涤4h，离心，在双锥干燥器中常压130℃干燥10h后，再负压-0.085MPa干燥4h，经检测无有机溶剂残留，聚芳醚酮中催化剂金属离子残留为13ppm，水分含量0.3％。
实施例3
将聚芳醚酮粗品60kg，加入第一搅拌釜中，再加入1100kg甲酸水溶液与乙酰丙酮的混合溶液，其中甲酸水溶液与乙酰丙酮的质量比为4:1，甲酸水溶液浓度88％，升温104℃，密封搅拌回流洗涤9h，经离心将大部分溶液去除，将物料放入第二搅拌釜中，用1000kg浓度68％甲酸水溶液常温搅拌洗涤3h，离心，物料在第三搅拌釜中用1000kg水常温洗涤3h，离心，在双锥干燥器中常压140℃干燥8h后，再负压-0.09MPa干燥3h，经检测无有机溶剂残留，聚芳醚酮中催化剂金属离子残留为16ppm，水分含量0.4％。
实施例4
将聚芳醚酮粗品60kg，加入第一搅拌釜中，再加入900kg甲酸水溶液与乙酰丙酮的混合溶液，其中甲酸水溶液与乙酰丙酮的质量比为4.1:1，甲酸水溶液浓度90％，升温100℃，密封搅拌回流洗涤6h，经离心将大部分溶液去除，将物料放入第二搅拌釜中，用900kg浓度65％甲酸水溶液常温搅拌洗涤2h，离心，物料在第三搅拌釜中用800kg水常温洗涤2h，离心，在双锥干燥器中常压125℃干燥10h后，再负压-0.098MPa干燥3h，经检测无有机溶剂残留，聚芳醚酮中催化剂金属离子残留为18ppm，水分含量0.3％。
Claims (10)
1.一种聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)先采用甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液，对聚芳醚酮粗品进行洗涤、离心得到初级纯化品；
(2)再采用甲酸溶液，对初级纯化品进行洗涤、离心得到次级纯化品；
(3)最后采用水，对次级纯化品进行洗涤、离心、烘干得到聚芳醚酮纯化品。
2.根据权利要求1所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：聚芳醚酮粗品是采用亲电反应制得的，粒径为0.1～2mm的粉状物料。
3.根据权利要求1所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(1)中，洗涤是在100～105℃的混合溶液中，搅拌洗涤6～10小时。
4.根据权利要求1或3所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(1)中，甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液为质量百分比浓度80～95％甲酸水溶液与乙酰丙酮按质量比为3.8～4.2:1配制而成；聚芳醚酮粗品与甲酸溶液和乙酰丙酮组成的混合溶液的质量比为1:10～20。
5.根据权利要求1所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(2)中，洗涤是在常温甲酸溶液中，搅拌洗涤2～4小时。
6.根据权利要求1或5所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(2)中，甲酸溶液为质量百分比浓度为60～75％的甲酸水溶液，步骤(1)中的聚芳醚酮粗品与步骤(2)中的甲酸溶液的质量比为1:10～20。
7.根据权利要求1所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(3)中，洗涤是在常温的水中，搅拌洗涤2～4小时。
8.根据权利要求1或7所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(1)中的聚芳醚酮粗品与步骤(3)中水的质量比为1:10～20。
9.根据权利要求1或7所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(3)中，烘干是先常压烘干8～10小时，再减压烘干2～4小时。
10.根据权利要求9所述的聚芳醚酮粗品的纯化方法，其特征在于：步骤(3)中，烘干温度120～140℃，减压压力-0.1～-0.08MPa。
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