CN106008957B - 采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺 - Google Patents

采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺。所述工艺包括以下步骤：将聚醚酮酮粗品加入到氨基三亚甲基膦酸水溶液中，回流，降温，过滤，得到初级纯化品；将初级纯化品加入到碱性水溶液中，在紫外光照射及超声波作用下，通入臭氧回流，降温，过滤，得到次级纯化品；用水回流洗涤次级纯化品，经过滤、干燥得到聚醚酮酮纯品。本发明能够将聚醚酮酮粗品中的Al3+含量降至30ppm以下，而且氨基三亚甲基膦酸用量少，成本低，工艺节能环保，有效提高了产品质量，降低了生产成本。

Description

采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺。
背景技术
聚醚酮酮(PEKK)是一种抗高温、耐辐射、耐酸碱、阻燃性好的高性能特种工程塑料，在航空航天、电子通讯、国防军工及民用技术产品等领域有着重要的作用。
聚醚酮酮是由美国DuPont公司开发的产品，其制备方法分为亲核取代和亲电取代两种。亲电取代反应法一般采用以无水三氯化铝为催化剂的傅-克反应合成，合成的聚醚酮酮粗品中有较高的铝离子残留，使聚醚酮酮粘度下降，分子量降低，产品结构发生变化，导致使用后续加工的聚合物时，产生较多副反应。因此，能够找到一种聚醚酮酮粗品的纯化工艺，有效去除聚合物中残留的铝离子是合成高性能聚醚酮酮的关键环节。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，有效降低聚醚酮酮粗品中金属离子的含量。
本发明所述的采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，包括以下步骤：
(1)将聚醚酮酮粗品加入到氨基三亚甲基膦酸水溶液中，回流，降温，过滤，得到初级纯化品；
(2)将初级纯化品加入到碱性水溶液中，在紫外光照射及超声波作用下，通入臭氧回流，降温，过滤，得到次级纯化品；
(3)用水回流洗涤次级纯化品，经过滤、干燥得到聚醚酮酮纯品。
其中：
步骤(1)中聚醚酮酮粗品采用以无水三氯化铝为催化剂的亲电取代反应制得，粒径为0.1～2mm。
步骤(1)中氨基三亚甲基膦酸水溶液的质量浓度为1～20％。
步骤(1)中聚醚酮酮粗品与氨基三亚甲基膦酸水溶液的质量比为1:10～1:20。
步骤(1)中回流时间为6～10小时。
步骤(2)中碱性水溶液是以氨水调节的pH为8～10的水溶液。
步骤(2)中碱性水溶液与步骤(1)中聚醚酮酮粗品的质量比为10:1～20:1。
步骤(2)中紫外光波长为280～320nm，超声波功率为20KHZ。
步骤(2)中在紫外光照射及超声波作用下，以0.1～1L/h的速率通入臭氧，回流3～5小时。
步骤(3)中用水量为步骤(1)中聚醚酮酮粗品质量的20～30倍。
本发明的有益效果如下：
本发明具有操作简单，可操作性强，成本低，金属离子去除率高，安全环保等特点。氨基三亚甲基膦酸螯合剂毒性小，能与铁、铝等多种金属离子螯合形成稳定的络合物，有效去除聚醚酮酮中的金属离子。紫外光照射、超声波作用及弱碱性条件，加强了臭氧的氧化性，利用臭氧的强氧化性打开反应中的不稳定杂质结构，消除产品中的小分子。本发明能够将聚醚酮酮粗品中的Al3+含量降至30ppm以下，而且氨基三亚甲基膦酸用量少，成本低，工艺节能环保，有效提高了产品质量，降低了生产成本。
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
取Al3+含量4300ppm的聚醚酮酮粗品50g，向其中加入质量浓度20％的氨基三亚甲基膦酸水溶液500g，100℃回流搅拌6小时，降温过滤，得到初级纯化品。
将初级纯化品加入到以氨水调节的pH为8的1000ml水溶液中，在波长为280nm的紫外光照射及20KHZ超声波作用下，以1L/h的速率通入臭氧回流3小时，降温过滤，得到次级纯化品。
次级纯化品加入到1000g水中，回流洗涤，经过滤、干燥，得到白色聚醚酮酮纯品。经ICP检测，其Al3+含量为23ppm，满足聚醚酮酮高温使用及加工要求。
实施例2
取Al3+含量4300ppm的聚醚酮酮粗品50g，向其中加入质量浓度10％的氨基三亚甲基膦酸水溶液750g，100℃回流搅拌8小时，降温过滤，得到初级纯化品。
将初级纯化品加入到以氨水调节的pH为9的750ml水溶液中，在波长为290nm的紫外光照射及20KHZ超声波作用下，以0.5L/h的速率通入臭氧回流4小时，降温过滤，得到次级纯化品。
次级纯化品加入到1250g水中，回流洗涤，经过滤、干燥，得到白色聚醚酮酮纯品。经ICP检测，其Al3+含量为18ppm，满足聚醚酮酮高温使用及加工要求。
实施例3
取Al3+含量4300ppm的聚醚酮酮粗品50g，向其中加入质量浓度1％的氨基三亚甲基膦酸水溶液1000g，100℃回流搅拌10小时，降温过滤，得到初级纯化品。
将初级纯化品加入到以氨水调节的pH为10的500ml水溶液中，在波长为320nm的紫外光照射及20KHZ超声波作用下，以0.1L/h的速率通入臭氧回流5小时，降温过滤，得到次级纯化品。
次级纯化品加入到1500g水中，回流洗涤，经过滤、干燥，得到白色聚醚酮酮纯品。经ICP检测，其Al3+含量为28ppm，满足聚醚酮酮高温使用及加工要求。

Claims (5)

1.一种采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）将聚醚酮酮粗品加入到氨基三亚甲基膦酸水溶液中，回流，降温，过滤，得到初级纯化品；
（2）将初级纯化品加入到碱性水溶液中，在紫外光照射及超声波作用下，通入臭氧回流，降温，过滤，得到次级纯化品；
（3）用水回流洗涤次级纯化品，经过滤、干燥得到聚醚酮酮纯品；
步骤（1）中聚醚酮酮粗品采用以无水三氯化铝为催化剂的亲电取代反应制得，粒径为0.1～2mm；
步骤（1）中氨基三亚甲基膦酸水溶液的质量浓度为1～20%；
步骤（1）中聚醚酮酮粗品与氨基三亚甲基膦酸水溶液的质量比为1:10～1:20；
步骤（2）中紫外光波长为280～320nm，超声波功率为20KHZ；
步骤（2）中在紫外光照射及超声波作用下，以0.1～1L/h的速率通入臭氧，回流3～5小时。
2.根据权利要求1所述的采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，其特征在于：步骤（1）中回流时间为6～10小时。
3.根据权利要求1 所述的采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，其特征在于：步骤（2）中碱性水溶液是以氨水调节的pH为8～10的水溶液。
4.根据权利要求1 所述的采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，其特征在于：步骤（2）中碱性水溶液与步骤（1）中聚醚酮酮粗品的质量比为10:1～20:1。
5.根据权利要求1 所述的采用氨基三亚甲基膦酸对聚醚酮酮粗品进行纯化的工艺，其特征在于：步骤（3）中用水量为步骤（1）中聚醚酮酮粗品质量的20～30倍。
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