CN105175692B - 基于px合成高性能的树脂材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于PX合成高性能的树脂材料，使用对二甲苯为原料，使用酸性氧化、使用乙硼烷还原剂在四氢呋喃溶剂中选择性还原、碱性条件下加热聚合得反应产物。该方法实验操作方便，设备简单，而且合成的高性能树脂即使在较高温度下也有较好的粘度，且这种树脂的固含量较高，作为一种高性能的树脂具有很好的应用前景。

Description

基于PX合成高性能的树脂材料

技术领域

本发明涉及一种合成树脂材料，尤其涉及基于PX合成高性能的树脂材料。

背景技术

对二甲苯(PX)是一种重要的化工原料,对二甲苯主要用于制取对苯二甲酸(PTA),进一步和乙二醇(MEG)反应后脱水缩合制得聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET),其可用于生产聚酷纤维进而生产纺织品，还可用作溶剂以及作为医药、香料、油墨等生产原料,但消费量较小。近年来,由于聚酷类纤维性能优良,其产量雄踞合成纤维的首位,使得对二甲苯的市场日益看涨。

树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。树脂是制造塑料的主要原料，也用来制涂料(是涂料的主要成膜物质,如:醇酸树脂、丙烯酸树脂、合成脂肪酸树脂，该类树脂于长三角及珠三角居多，也是涂料业相对旺盛的地区，如长兴化学、纽佩斯树脂、三盈树脂、帝斯曼先达树脂等)、黏合剂、绝缘材料等，合成树脂在工业生产中，被广泛应用于液体中杂质的分离和纯化，有大孔吸附树脂、离子交换树脂、以及一些专用树脂。

但是很多树脂的应用的致命缺点是其粘度的不够或者是在高温的条件下树脂的粘度会下降，和树脂的粘度不够。

针对以上存在的缺陷本发明旨在发明一种基于PX合成一种高性能的树脂，该合成方法实验操作方便，设备简单，而且合成的高性能树脂即使在较高温度下也有较好的粘度，且这种树脂的固含量较高，作为一种高性能的树脂具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术提供一种合成方法简单、设备简易、在较高温度下也具有较好的粘度、固含量高的基于PX合成高性能的树脂材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于PX合成高性能的树脂材料，包括以PX为基本原料，其制备包括以下步骤：

1）取1体积份的对二甲苯，按每1体积份的对二甲苯加入0.5至0.8体积份的硝酸进行氧化；

2）将经步骤1）处理的对二甲苯与1体积份的四氢呋喃；

3）在步骤2）的体系内通入乙硼烷气体；

4）加入氢氧化钠溶液；

5）将经步骤4）处理后的反应体系在加热，聚合反应3至6小时，降温到室温搅拌0.5至1小时。合成方法简单、成本低廉、设备简易、在较高温度下也具有较好的粘度、固含量高，具有很好的市场应用前景。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：步骤1）中硝酸浓度为50%~70%；硝酸氧化时间为0.5小时至3小时。优选氧化时间为1小时，优选浓度为65%的硝酸。将对二甲苯完全氧化成对苯二甲酸。步骤3）中体系温度为常温。步骤3）中乙硼烷气体的流速为0.2L/h至2L/h，反应时间为2至5小时。优选为0.5L/h,反应时间优选3小时。使用乙硼烷还原剂进行还原，可以将对苯二甲酸的侧链的一个羧酸基团还原成羟基。步骤3）中氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L至5mol/L；氢氧化钠的体积为0.05至0.5体积份。优选浓度为2mol/L，1体积份。步骤5）反应体系内有颗粒状的碱式碳酸铜；颗粒的粒径为0.1cm至0.5cm。采用颗粒碱式碳酸铜能取得较高的产率。步骤5）加热的温度为55至65℃。优选65℃。聚合是对苯二甲酸在碱性条件下的自身聚合，聚合成高分子树脂聚合物。

由于本发明采用了对二甲苯硝酸进行氧化并于四氢呋喃反应体系内通入乙硼烷气体，再加入氢氧化钠溶液，然后再将反应体系加热，聚合反应3至6小时，降温到室温搅拌0.5至1小时。合成方法简单、成本低廉、设备简易、在较高温度下也具有较好的粘度、固含量高，具有很好的市场应用前景。因而本发明具有合成方法简单、设备简易、在较高温度下也具有较好的粘度、固含量高的优点。

具体实施方式

以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：基于PX合成高性能的树脂材料，包括以PX为基本原料，其制备包括以下步骤：

1）取1体积份的对二甲苯，按每1体积份的对二甲苯加入0.5至0.8体积份的硝酸进行氧化；

2）将经步骤1）处理的对二甲苯与1体积份的四氢呋喃；

3）在步骤2）的体系内通入乙硼烷气体；

4）加入氢氧化钠溶液；

5）将经步骤4）处理后的反应体系加热，聚合反应3至6小时，降温到室温搅拌0.5至1小时。合成方法简单、成本低廉、设备简易、在较高温度下也具有较好的粘度、固含量高，具有很好的市场应用前景。步骤1）中硝酸浓度为50%~70%；硝酸氧化时间为0.5小时至3小时。本实施例优选氧化时间为1小时，优选浓度为65%的硝酸。将对二甲苯完全氧化成对苯二甲酸。步骤3）中体系温度为常温。步骤3）中乙硼烷气体的流速为0.2L/h至2L/h，反应时间为2至5小时。本实施例优选为0.5L/h,反应时间优选3小时。使用乙硼烷还原剂进行还原，可以将对苯二甲酸的侧链的一个羧酸基团还原成羟基。步骤3）中氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L至5mol/L；氢氧化钠的体积为0.05至0.5体积份。本实施例优选浓度为2mol/L，1体积份。步骤5）反应体系内有颗粒状的碱式碳酸铜；颗粒的粒径为0.1cm至0.5cm。采用颗粒碱式碳酸铜能取得较高的产率。步骤5）加热的温度为55至65℃。本实施例优选65℃。聚合是对苯二甲酸在碱性条件下的自身聚合，聚合成高分子树脂聚合物。

进一步以实例进行说明：

（一）氧化：量取100ml的对二甲苯原料于500ml三口烧瓶中，加入50ml的65%的硝酸进行氧化，氧化1h。

（二）催化还原：再向三口烧瓶中加入100ml的四氢呋喃，在常温的条件下通入乙硼烷气体，流速为0.5L/h,反应3h。

（三）碱性聚合：加入2mol/L的氢氧化钠溶液10ml，在加热到65℃的条件下，聚合反应6h，降温到室温搅拌1h得合成树脂。

合成树脂的粘度和固含量的测定

粘度测定：YDN-2000型全自动运动粘度测定仪采用先进的单片机控制、彩色大屏幕中文提示操作，测定结果自动存储、高速热敏打印机自动打印结果，恒温浴温度均匀, 可同时安放四支粘度及进行实验，还可作为高粘度恒温水浴进行其它实验。

具体测试实验步骤：

取样：取100g的样品与取样器中放入到全自动运动粘度测定仪。

样品粘度的测试：设置试验温度分别为20、25、30、35℃中，依次从温度15℃到30℃经行测定。测试结果如表1。

表1树脂粘度的测定

温度 ℃	20	25	30	35
					粘度 mpa.s	6.8	6.7	6.5	6.1

由表1可知依照本发明所合成的树脂的粘度较高且在较高的温度下也有较高的粘度。

树脂固含量的测定

准确称量载玻片的重量之后准确称取100g树脂与载玻片上，与60℃的烘箱里知道树脂含量不再发生变化。取出载玻片经行称重，平行三次，计算固含量。结果如下表2。

表2树脂固含量

样品	1	2	3
				固含量%	48.3	49.8	48.2

由表2可知按照本发明的合成的树脂的固含量比较高，具有广泛的应用潜力。

综上所述，本发明方法不但使用对二甲苯为原料，合成的树脂的即使在较高的温度情况下粘度比较高，于此同时合成的树脂固含量较高，为对二甲苯的应用提供了参考基础。

尽管已结合优选的实施例描述了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (5)

1.基于PX合成高性能的树脂材料，包括以PX为原料，其特征是：包括以下步骤：

1）取1体积份的对二甲苯，按每1体积份的对二甲苯加入0.5至0.8体积份的硝酸进行氧化；

2）将经步骤1）处理的对二甲苯与1体积份的四氢呋喃；

3）在步骤2）的体系内通入乙硼烷气体；

4）加入氢氧化钠溶液；

5）将经步骤4）处理后的反应体系加热，聚合反应3至6小时，降温到室温搅拌0.5至1小时，

所述步骤3）中所述的乙硼烷气体的流速为0.2L/h至2L/h，反应时间为2至5小时；

所述步骤5）所述的反应体系内有颗粒状的碱式碳酸铜；所述的颗粒的粒径为0.1cm至0.5cm。

2.根据权利要求1所述的基于PX合成高性能的树脂材料，其特征是：步骤1）中所述的硝酸浓度为50%~70%；所述的硝酸氧化时间为0.5小时至3小时。

3.根据权利要求1所述的基于PX合成高性能的树脂材料，其特征是：步骤3）中所述的体系温度为常温。

4.根据权利要求1所述的基于PX合成高性能的树脂材料，其特征是：步骤3）中所述的氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L至5mol/L；所述的氢氧化钠的体积为0.05至0.5体积份。

5.根据权利要求1所述的基于PX合成高性能的树脂材料，其特征是：步骤5）所述的加热的温度为55至65℃。