CN105778095B - 一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺 - Google Patents
一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺。其中，六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比例为1:1，可以提高低氧聚芳硫醚砜的粘度。选择的催化剂具有纯度高，含量稳定，容易准确配料的优点，从而有利于低氧聚芳硫醚砜的合成。无水硫化钠和醋酸锂反应可以在获得高粘度的同时减少反应时长。所述预聚时往高压釜中同时加入N‑甲基吡咯烷酮，可以促进预聚反应的进行，从而提高低氧聚芳硫醚砜合成的热分解温度。所述抽提的试剂为去离子水和/或丙酮的其中一种，使得抽提效果好，获得的聚芳硫醚砜熔体指数低。采用此种工艺合成的低氧聚芳硫醚砜，具有粘度大、纯度高的优点，市场潜力巨大，前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及聚芳硫醚砜的合成领域，更具体地说，本发明涉及一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺。
背景技术
聚芳硫醚砜具有优良的力学、电学性能、尺寸稳定性以及耐化学腐蚀性、耐辐射、阻燃等性能，由于分子主链结构中具有强极性的砜基(-SO2-)和芳基结构，使其玻璃化温度(Tg)高达215-226℃，成为了优良的耐热高分子材料。由于聚芳硫醚砜具有的优良性能，从事该材料的研究工作者越来越多，树脂的合成方法也越来越多样化，使其作为高性能的特种工程塑料和高性能树脂基复合材料在汽车、机械、航空、军工等领域得到越来越广泛的应用，具有极好的发展潜力和市场前景。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，其步骤包括：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至140-180℃进行脱水，脱水反应的时间为0.5-1.5h，高压釜的反应压力为0.5-1.0MPa；所述六甲基磷酰三胺的用量为50-70份，六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1；
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜，同时将温度升高至190-210℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为4-8h，高压釜的反应压力为1.0-1.5MPa，所述4,4-二氯二苯砜的用量为150-200份；
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入5-15％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为2-4h；所述盐酸的用量为30-40份；
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为8-10次；
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，所述干燥箱的温度为100-200℃，干燥时间为4-6h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为5-15min；
(6)抽提
粉碎后进行萃取提纯，并且在温度120-200℃下再次干燥，干燥的时间为10-16h，获得低氧聚芳硫醚砜的产品。
优选的，所述步骤(1)中的催化剂为磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠。
优选的，所述催化剂的用量按重量份计为10-20份。
优选的，所述步骤(2)中预聚时往高压釜中同时加入N-甲基吡咯烷酮，所述N-甲基吡咯烷酮的用量按重量计为100-150份。
优选的，所述步骤(6)中抽提的试剂为去离子水和/或丙酮。
有益效果：本发明提供了一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的比例为1:1，可以提高低氧聚芳硫醚砜的粘度。本发明选择的催化剂具有纯度高，含量稳定，容易准确配料的优点，从而有利于低氧聚芳硫醚砜的合成。无水硫化钠和醋酸锂反应可以在获得高粘度的同时减少反应时长。预聚时往高压釜中同时加入N-甲基吡咯烷酮，可以促进预聚反应的进行，从而提高低氧聚芳硫醚砜合成的热分解温度。所述抽提的试剂为去离子水和/或丙酮，使得抽提效果好，获得的聚芳硫醚砜熔体指数低。采用此种工艺合成的低氧聚芳硫醚砜，具有粘度大、纯度高的优点，市场潜力巨大,前景广阔。
具体实施方式
实施例1：
一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至140℃进行脱水，脱水反应的时间为0.5h，高压釜的反应压力为0.5MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为2:3:1:1的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为10份。所述六甲基磷酰三胺的用量为50份。六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为2:1。
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至190℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为4h，高压釜的反应压力为1.0MPa。，所述4,4-二氯二苯砜的用量为150份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为100份。
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入5％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为2h，所述盐酸的用量为30份。
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为8次。
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度为100℃，干燥时间为4h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为5min。
(6)抽提
粉碎后萃取提纯，抽提的试剂为去离子水，并且在温度120℃下再次干燥，干燥的时间为10h，获得低氧聚芳硫醚砜的产品。
实施例2：
一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至160℃进行脱水，脱水反应的时间为1.0h，高压釜的反应压力为0.75MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为1:3:2:2的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为15份。所述六甲基磷酰三胺的用量为60份。六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为3:1。
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至200℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为6h，高压釜的反应压力为1.25MPa；所述4,4-二氯二苯砜的用量为175份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为125份。
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入10％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为3h，所述盐酸的用量为35份。
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为9次。
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度为150℃，干燥时间为5h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为10min。
(6)抽提
粉碎后萃取提纯，抽提的试剂为丙酮，并且在温度200℃下再次干燥，获得低氧聚芳硫醚砜的产品，所述干燥的时间为16h。
实施例3：
一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至180℃进行脱水，脱水反应的时间为1.5h，高压釜的反应压力为1.0MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为1:2:1:3的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为20份。所述六甲基磷酰三胺的用量为70份。六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为3:2。
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至210℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为8h，高压釜的反应压力为1.5MPa，，所述4,4-二氯二苯砜的用量为200份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为150份。
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入15％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为4h，，所述盐酸的用量为40份。
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为10次。
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度为200℃，干燥时间为6h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为15min。
(6)抽提
粉碎后萃取提纯，抽提的试剂为去离子水和丙酮，并且在温度200℃下再次干燥，获得低氧聚芳硫醚砜产品，所述干燥的时间为16h。
本发明中的原料的重量份以克(g)计。经过以上工艺合成后，分别取出样品，测量结果如下：
根据上述表格数据可以得出，采用实施例2中的参数，更有利于低氧聚芳硫醚砜的合成，合成出来的低氧聚芳硫醚砜比现有技术合成出来的低氧聚芳硫醚砜的粘度和热分解温度高，且熔体指数低。
本发明提供了一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的比例为1:1，可以提高低氧聚芳硫醚砜的粘度。选择的催化剂具有纯度高，含量稳定，容易准确配料的优点，从而有利于低氧聚芳硫醚砜的合成。所述预聚时往高压釜中同时加入N-甲基吡咯烷酮，可以促进预聚反应的进行，从而提高低氧聚芳硫醚砜合成的热分解温度。所述抽提的试剂为去离子水和/或丙酮，使得抽提效果好，获得的聚芳硫醚砜熔体指数低。采用此种工艺合成的低氧聚芳硫醚砜，具有粘度大、纯度高的优点，市场潜力巨大,前景广阔。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种低氧聚芳硫醚砜合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至140℃进行脱水，脱水反应的时间为0.5h，高压釜的反应压力为0.5MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为2:3:1:1的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为10份，所述六甲基磷酰三胺的用量为50份，六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为2:1；
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至190℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为4h，高压釜的反应压力为1.0MPa；所述4,4-二氯二苯砜的用量为150份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为100份；
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入5％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为2h，所述盐酸的用量为30份；
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为8次；
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度为100℃，干燥时间为4h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为5min；
(6)抽提
粉碎后萃取提纯，抽提的试剂为去离子水，并且在温度120℃下再次干燥，干燥的时间为10h，获得低氧聚芳硫醚砜的产品；
或者包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至160℃进行脱水，脱水反应的时间为1.0h，高压釜的反应压力为0.75MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为1:3:2:2的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为15份；所述六甲基磷酰三胺的用量为60份；六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为3:1；
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至200℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为6h，高压釜的反应压力为1.25MPa；所述4,4-二氯二苯砜的用量为175份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为125份；
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入10％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为3h，所述盐酸的用量为35份；
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为9次；
(5)干燥粉碎
接着将低氧聚芳硫醚砜粗料放在干燥箱中进行干燥处理，干燥箱的温度为150℃，干燥时间为5h，接着将干燥后的低氧聚芳硫醚砜粗料放入到粉碎机中进行粉碎，所述粉碎的时间为10min；
(6)抽提
粉碎后萃取提纯，抽提的试剂为丙酮，并且在温度200℃下再次干燥，获得低氧聚芳硫醚砜的产品，所述干燥的时间为16h；
或者包括如下步骤：
(1)辅料的脱水
往高压釜中加入将六甲基磷酰三胺、二甲基甲酰胺、无水硫化钠和催化剂，并将高压釜的温度升至180℃进行脱水，脱水反应的时间为1.5h，高压釜的反应压力为1.0MPa，所述六甲基磷酰三胺和二甲基甲酰胺的体积比为1:1，所述催化剂为比例为1:2:1:3的磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂和苯甲酸钠，催化剂的用量为20份；所述六甲基磷酰三胺的用量为70份；六甲基磷酰三胺和无水硫化钠的体积比为3:2；
(2)预聚
接着再往高压釜中加入4,4-二氯二苯砜和N-甲基吡咯烷酮，同时将温度升高至210℃进行反应，得到预聚物，所述反应的时间为8h，高压釜的反应压力为1.5MPa，所述4,4-二氯二苯砜的用量为200份，所述N-甲基吡咯烷酮的用量为150份；
(3)沉淀
将预聚后的预聚物放入到沉淀池中，同时加入15％的盐酸进行沉淀处理，所述沉淀处理的时间为4h，所述盐酸的用量为40份；
(4)过滤
接着将沉淀反应后的溶液通过过滤器进行过滤处理，得到低氧聚芳硫醚砜粗料，过滤的同时用热水洗涤，所述洗涤的次数为10次；
(5)干燥粉碎
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