CN106188527A - 聚醚酮酮粗品的精制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚醚酮酮粗品的精制方法。将聚醚酮酮粗品加入到有机溶剂中，升温回流，得到混合液；向混合液中加入葡萄糖酸钠的水溶液，调节PH，并继续搅拌回流，降温后抽滤，得到聚醚酮酮初级纯化品；用水常温下洗涤聚醚酮酮初级纯化品，经抽滤、烘干，得到聚醚酮酮纯品。本发明操作工艺简单、生产效率高，产品质量好，适于工业化生产。

Description

聚醚酮酮粗品的精制方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚醚酮酮粗品的精制方法。
背景技术
聚醚酮酮是一种高性能热塑性工程塑料，其出色的耐热性、刚性、机械性能和耐磨性能，广泛应用在国防军工、航空航天、电子信息、汽车制造、石油化工、医疗卫生、家用电器、汽车制造领域。
目前，聚醚酮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，经缩聚合成聚醚酮酮时，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，从而导致聚醚酮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杂质是合成高性能聚醚酮酮的重要环节。
目前，由亲电反应路线制备的聚醚酮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醚酮酮粗品的精制方法，操作简单，成本较低，能够有效的降低聚醚酮酮粗品中杂质离子的含量。
本发明所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，步骤如下：
(1)将聚醚酮酮粗品加入到有机溶剂中，升温回流，得到混合液；
(2)向混合液中加入葡萄糖酸钠的水溶液，调节PH，并继续搅拌回流，降温后抽滤，得到聚醚酮酮初级纯化品；
(3)用水常温下洗涤聚醚酮酮初级纯化品，经抽滤、烘干，得到聚醚酮酮纯品；
步骤(1)中所述的有机溶剂为4-羟基丁酸甲酯、4-羟基丁酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、水杨酸乙酯、乙二酸二甲酯、乙二酸二乙酯、乙醇酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、5-羟基戊酸甲酯、5-羟基戊酸乙酯、α-羟基己酸甲酯、α-羟基己酸乙酯、琥珀酸甲酯、琥珀酸乙酯、十二烷基苯磺酸甲酯或十二烷基苯磺酸乙酯中的一种或几种。
步骤(1)中所述的聚醚酮酮粗品以三氯化铝为催化剂采用亲电反应制得，粒径为0.04-2.15mm的粉状物料。
步骤(1)中所述的聚醚酮酮粗品与溶剂的配比为1g：5-20ml。
步骤(2)中所述的葡萄糖酸钠的水溶液的质量浓度为2.5-5％。
步骤(2)中所述的葡萄糖酸钠的水溶液的加入量为聚醚酮酮粗品质量的10-15倍。
步骤(2)中所述的PH为5-8。
步骤(2)中所述的搅拌时间为3-5小时。
步骤(3)中所述的烘干是先经常压烘干4-6小时，再减压烘干1-2小时，减压真空度为0.1-0.13MPa。
步骤(3)中所述的烘干温度为100-120℃。
聚醚酮酮粗品由于含有许多杂质，颜色一般为黄色或淡黄色，经本发明提供的操作，在降低杂质含量的同时，有效改善聚醚酮酮的色泽。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
与现有的技术相比，本发明操作工艺简单、生产效率高，产品质量好，适于工业化生产。本发明中聚醚酮酮能够在溶剂中充分溶胀，葡萄糖酸根离子能够与铝离子形成稳定络合物，从而使其与聚醚酮酮分离，达到去除金属离子的目的，与此同时，使用4-羟基丁酸甲酯、乙二酸二乙酯等有机溶剂能够进一步去除聚醚酮酮表面附着的小分子杂质，改善聚醚酮酮色泽，效果显著。本发明不仅能够将聚醚酮酮中金属离子含量降至80ppm以下，提高产品质量，而且使用的葡萄糖酸钠的用量小，基本上无公害污染，不会对环境产生危害，经济环保。
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
将粒径范围为0.04-1mm的聚醚酮酮粗品37.8g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入4-羟基丁酸甲酯189ml后加热搅拌使其溶胀，并加入2.5％的葡萄糖酸钠的水溶液378g，调节PH为5-6，回流温度下搅拌3小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用200ml水常温下洗涤3次，抽滤，在双锥干燥器中常压120℃干燥4h后，再负压-0.13MPa干燥1h，经检测无有机溶剂残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为57ppm。
实施例2
将粒径范围为0.5-1.5mm的聚醚酮酮粗品23.56g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入乙二酸二乙酯353.5ml后加热搅拌使其溶胀，并加入4％葡萄糖酸钠的水溶液294.5g，调节PH为7-8，回流温度下搅拌5小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用150ml水常温下洗涤3次，抽滤，在双锥干燥器中常压100℃干燥6h后，再负压-0.1MPa干燥2h，经检测无有机溶剂残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为62ppm。
实施例3
将粒径范围为1-2.15mm的聚醚酮酮粗品20g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入α-羟基己酸乙酯400ml搅拌条件下使其溶胀，并加入5％葡萄糖酸钠的水溶液300g，调节PH为6-7，回流温度下搅拌5小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用100ml水常温下洗涤3次，抽滤，在双锥干燥器中常压110℃干燥5h后，再负压-0.12MPa干燥1.5h，经检测无有机溶剂残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为38ppm。
实施例4
将粒径范围为1-2mm的聚醚酮酮粗品20g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入65％丙二酸二乙酯150ml，琥珀酸甲酯240ml，搅拌条件下使其溶胀，并加入4％葡萄糖酸钠的水溶液300g，调节PH为5-8，回流温度下搅拌5小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用100ml水常温下洗涤3次，抽滤，在双锥干燥器中常压115℃干燥5h后，再负压-0.1MPa干燥1.5h，经检测无有机溶剂残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为51ppm。
对比例1
将粒径范围为0.04-1mm的聚醚酮酮粗品37.8g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入乙二酸二乙酯189ml后加热，调节PH为6-7，回流温度下搅拌3小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用200ml水常温下洗涤3次，抽滤，在双锥干燥器中常压120℃干燥4h后，再负压-0.13MPa干燥1h，经检测有少量机溶剂残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为1547ppm。
对比例2
将粒径范围为0.04-1mm的聚醚酮酮粗品37.8g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入2％的葡萄糖酸钠的水溶液460g，调节PH为5-7，回流温度下搅拌5小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用200ml水常温下洗涤3次，抽滤，充分干燥，经检测有少量有机溶剂有残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为874ppm。
对比例3
将粒径范围为0.04-1mm的聚醚酮酮粗品37.8g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入37％盐酸水溶液600ml后，常温下搅拌4小时，抽滤，用500ml水常温下洗涤数次，并离心脱水数次，直至洗涤液呈中性，最后在100℃下干燥5h，经检测有少量有机溶剂有残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为2720ppm。
对比例4
将粒径范围为0.04-1mm的聚醚酮酮粗品37.8g装入到1000ml三口玻璃瓶中，加入2％的葡萄糖酸钠的水溶液460g，调节PH为2-4，回流温度下搅拌7小时，降温后抽滤；初级纯化后的聚醚酮酮用200ml水常温下洗涤3次，抽滤，充分干燥，经检测有少量有机溶剂有残留，聚醚酮酮中催化剂金属离子残留为1321ppm。

Claims (9)

1.一种聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤如下：
(1)将聚醚酮酮粗品加入到有机溶剂中，升温回流，得到混合液；
(2)向混合液中加入葡萄糖酸钠的水溶液，调节PH，并继续搅拌回流，降温后抽滤，得到聚醚酮酮初级纯化品；
(3)用水常温下洗涤聚醚酮酮初级纯化品，经抽滤、烘干，得到聚醚酮酮纯品；
步骤(1)中所述的有机溶剂为4-羟基丁酸甲酯、4-羟基丁酸乙酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、水杨酸乙酯、乙二酸二甲酯、乙二酸二乙酯、乙醇酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、5-羟基戊酸甲酯、5-羟基戊酸乙酯、α-羟基己酸甲酯、α-羟基己酸乙酯、琥珀酸甲酯、琥珀酸乙酯、十二烷基苯磺酸甲酯或十二烷基苯磺酸乙酯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚醚酮酮粗品以三氯化铝为催化剂采用亲电反应制得，粒径为0.04-2.15mm的粉状物料。
3.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚醚酮酮粗品与溶剂的配比为1g：5-20ml。
4.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(2)中所述的葡萄糖酸钠的水溶液的质量浓度为2.5-5％。
5.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(2)中所述的葡萄糖酸钠的水溶液的加入量为聚醚酮酮粗品质量的10-15倍。
6.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(2)中所述的PH为5-8。
7.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(2)中所述的搅拌时间为3-5小时。
8.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(3)中所述的烘干是先经常压烘干4-6小时，再减压烘干1-2小时，减压真空度为0.1-0.13MPa。
9.根据权利要求1所述的聚醚酮酮粗品的精制方法，其特征在于步骤(3)中所述的烘干温度为100-120℃。
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