CN109705376A - 聚醚砜微粉、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚醚砜微粉、其制备方法及应用，旨在解决现有国内生产的材料耗能高、粒径分布宽且纯度较低的技术问题。该聚醚砜微粉是由聚醚砜、混合溶剂和水构建微浑浊状态的分散液体系后，经凝固分离、干燥而制成的微粉体；其制备方法为：按重量比称取聚醚砜、混合溶剂和水；将聚醚砜溶于混合溶剂中，得胶体溶液；将胶体溶液加入水中分散均匀，过滤，得滤饼；将滤饼用其2～3倍质量的水洗涤，分散均匀，过滤；重复洗涤2～3次；将过滤所得沉淀物干燥，即得。将上述聚醚砜微粉在制备涂料材料中应用。本发明使用原料来源广泛，制备方法简单，能耗低，无污染，有利于在高分子聚合物领域广泛应用。

Description

聚醚砜微粉、其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及高分子聚合物技术领域，具体涉及一种聚醚砜微粉、其制备方法及应用。

背景技术

聚醚砜是一种综合性能优异的热塑性聚合物材料，是目前得到应用的为数不多的特种工程材料之一。其具有高度的耐热性、耐蠕变性、高强度、高刚性和韧性、耐腐蚀、机械性能优良等优点，在航空航天、信息、能源、石油化工、家电和医疗等许多领域得到了广泛应用。

申请号为CN201410136633.5的中国专利公开了一种可再分散性聚芳醚砜类微粉的制备方法：首先将聚芳醚砜溶于混合溶剂中形成聚芳醚砜溶液；将所述聚芳醚砜溶液缓慢加入表面活性剂水溶液中高速分散， 得到聚芳醚砜乳液；将所述聚芳醚砜乳液用去离子水稀释后加入萃取剂中，离心或抽滤分离即可获得可再分散性水基聚醚砜微粉。该方法存有的缺点有：①能耗大；②使用表面活性剂，产品纯度不高。

申请号为CN200510016654.4的中国专利公开了一种可再分散性聚芳醚砜类微粉及其制备方法：基本成分是含重复单元的聚亚芳基醚砜或含重复单元的带有侧基的聚亚芳醚砜，含有表面活性剂；制备过程是将聚芳醚砜溶于有机溶剂和助溶剂的混合溶液中，再将离子型表面活性剂溶于水中高速分散，将聚芳醚砜类聚合物溶液缓慢倒入分散，制备成聚芳醚砜类乳液，蒸去有机溶剂，再喷雾干燥。该制备方法存有的缺点有：采用的喷雾干燥技术，所需设备投入较大，且耗能高。

目前国内制备水基聚醚砜分散液普遍采用的是将聚醚砜放入球磨机中长时间湿法研磨，其能耗高、生产周期长；产品颗粒粒径大、粒径分布宽且形状不一；更重要的是聚醚砜分子结构在球磨过程中受到机械力破坏，在应用时易出现变黄。

因此，现亟需一种具有耗能低、产品纯度高特点的聚醚砜微粉的制备方法。

发明内容

本发明的发明目的是提供聚醚砜微粉、其制备方法及应用，以解决现有国内生产的材料耗能高、粒径分布宽且纯度较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种聚醚砜微粉，以重量份计，由1～2份的聚醚砜、15～50份的混合溶剂和7～60份的水构建微浑浊状态的分散液体系后，经凝固分离、干燥而制成的微粉体；

其中，所述混合溶剂由质量比为100～450：0～25：10～20的极性非质子性溶剂、助溶剂和水组成。

优选的，所述极性非质子性溶剂是N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

优选的，所述助溶剂是甲醇、乙醇、丙三醇、丙醇中的至少一种。

上述聚醚砜微粉的制备方法为：

（1）按所述重量比称取聚醚砜、混合溶剂和水；

（2）将聚醚砜溶于混合溶剂中，得胶体溶液；

（3）将胶体溶液加入水中分散均匀，过滤，得滤饼；

（4）将滤饼用其2～3倍质量的水洗涤，分散均匀，过滤；

（5）重复步骤（4）2～3次；

（6）将过滤所得沉淀物干燥，即得。

优选的：在步骤（1）中，所述混合溶剂中的极性非质子性溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述混合溶剂中的助溶剂为甲醇、乙醇、丙三醇、丙醇中的至少一种。

优选的：在步骤（3）中，所述分散时温度控制为20～30℃，分散速度控制为150～200r/min，时间控制为10～15min。

优选的：在步骤（4）中，所述分散时温度控制为20～30℃，时间控制为15～20min。

优选的：在步骤（6）中，所述干燥时温度控制为50～80℃，时间控制为4～6h。

将上述聚醚砜微粉在制备涂料材料中应用。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明原料来源广泛，制备方法简单，能耗低，无污染，有利于在高分子聚合物领域广泛应用。

2.本发明制备聚醚砜微粉时，巧妙的构建了微浑浊状态的分散液体系，而不是完全溶解的溶液，分散相是高分子聚集体与有机溶剂形成的不分散的微粒，此分散性进入凝固浴后形成固体微粉粒，而后进行固液分离得到微粉。以此方法既避免了机械研磨对分子结构的破坏，又未引入表面活性剂，所制备的微粉纯度高，下游产业应用时不易出现黄变现象。

3.本发明在制备聚醚砜微粉过程中，离心过滤分离产生的滤液经过蒸馏处理后可循坏使用，利用率高，降低成本。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例和对比例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1：一种聚醚砜微粉

（1）取140gN-甲基吡咯烷酮、20g去离子水和25g乙醇混合，得混合溶剂；

（2）取10g聚醚砜溶于所制得混合溶剂中形成聚醚砜胶体溶液；

（3）用普通分散机在22℃的温度条件、200r/min的分散速度下，将聚醚砜胶体溶液加入205g去离子水中，搅拌10min，聚醚砜呈微粉状悬浮于体系中；

（4）离心、过滤分离后，将得到的滤饼用其2倍质量的去离子水洗涤，搅拌分散20min；

（5）重复步骤（4）2～3次；

（6）再次离心、过滤分离，将沉淀物放入50℃烘箱中烘干6h，固含量达99%以上，得聚醚砜微粉。

实施例2：一种聚醚砜微粉

（1）取120g N,N-二甲基甲酰胺、23g去离子水和17g丙三醇混合，得混合溶剂；

（2）取20g聚醚砜溶于所制得混合溶剂中形成聚醚砜胶体溶液；

（3）用普通分散机在30℃的温度条件、150r/min的分散速度下，将聚醚砜胶体溶液加入600g去离子水中，搅拌15min，聚醚砜呈微粉状悬浮于体系中；

（4）离心、过滤分离后，将得到的滤饼用其3倍质量的去离子水洗涤，搅拌分散15min；

（5）重复步骤（4）2～3次；

（6）再次离心、过滤分离，将沉淀物放入70℃烘箱中烘干4h，烘干的检验标准为固含量达99%以上，得聚醚砜微粉。

实施例3：一种聚醚砜微粉

（1）取200g N,N-二甲基乙酰胺、20g去离子水和10g丙醇混合，得混合溶剂；

（2）取15g聚醚砜溶于所制得混合溶剂中形成聚醚砜胶体溶液；

（3）用普通分散机在25℃的温度条件、180r/min的分散速度下，将聚醚砜胶体溶液加入340g去离子水中，搅拌15min，聚醚砜呈微粉状悬浮于体系中；

（4）离心、过滤分离后，将得到的滤饼用其3倍质量的去离子水洗涤，搅拌分散15min；

（5）重复步骤（4）2～3次；

（6）再次离心、过滤分离，将沉淀物放入60℃烘箱中烘干5h，烘干的检验标准为固含量达99%以上，得聚醚砜微粉。

实施例4：一种聚醚砜微粉

（1）取450g N,N-二甲基甲酰胺和10g去离子水混合，得混合溶剂；

（2）取10g聚醚砜溶于所制得混合溶剂中形成聚醚砜胶体溶液；

（3）用普通分散机在28℃的温度条件、180r/min的分散速度下，将聚醚砜胶体溶液加入80g去离子水中，搅拌10min，聚醚砜呈微粉状悬浮于体系中；

（4）离心、过滤分离后，将得到的滤饼用其2倍质量的去离子水洗涤，搅拌分散20min；

（5）重复步骤（4）2～3次；

（6）再次离心、过滤分离，将沉淀物放入80℃烘箱中烘干4h，烘干的检验标准为固含量达99%以上，得聚醚砜微粉。

对比例：

以常规研磨法制备的常规聚醚砜作为对比例，以实施例1～4的聚醚砜微粉作为试验例，检测粒径大小。

检测结果如表1所示：

表1 检测粒径结果对比表

。

由表1可知，本发明制备的聚醚砜微粉粒径分布小，较均匀。

将对比例和试验例的聚醚砜微粉制备聚醚砜涂料材料，检测相关性能。

检测结果对比如表2所示：

表2 检测结果对比表

。

由表2可知，用本发明实施例1～4的聚醚砜微粉制备出的聚醚砜涂料颜色呈乳白色，经烤膜处理颜色无变化；而市场上常规方法制备的聚醚砜制备出的聚醚砜涂料颜色呈灰白色，经烤膜处理颜色呈淡黄色。由此可知，本发明制备的聚醚砜微粉纯度高，下游产业应用时不易出现黄变现象。

上面结合实施例和对比例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (9)

1.一种聚醚砜微粉，其特征在于，以重量份计，由1～2份的聚醚砜、15～50份的混合溶剂和7～60份的水构建微浑浊状态的分散液体系后，经凝固分离、干燥而制成的微粉体；

其中，所述混合溶剂由质量比为100～450：0～25：10～20的极性非质子性溶剂、助溶剂和水组成。

2.根据权利要求1所述聚醚砜微粉，其特征在于，所述极性非质子性溶剂是N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述聚醚砜微粉，其特征在于，所述助溶剂是甲醇、乙醇、丙三醇、丙醇中的至少一种。

4.一种权利要求1所述聚醚砜微粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按权利要求1所述重量比称取聚醚砜、混合溶剂和水；

（2）将聚醚砜溶于混合溶剂中，得胶体溶液；

（3）将胶体溶液加入水中分散均匀，过滤，得滤饼；

（4）将滤饼分散于2～3倍质量的水中洗涤，过滤；

（5）重复步骤（4）0～2次；

（6）将过滤所得沉淀物干燥，即得。

5.根据权利要求4所述聚醚砜微粉的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述混合溶剂中的极性非质子性溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述混合溶剂中的助溶剂为甲醇、乙醇、丙三醇、丙醇中的至少一种。

6.根据权利要求4所述聚醚砜微粉的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述分散时温度控制为20～30℃，分散速度控制为150～200r/min，时间控制为10～15min。

7.根据权利要求4所述聚醚砜微粉的制备方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述分散时温度控制为20～30℃，时间控制为15～20min。

8.根据权利要求4所述聚醚砜微粉的制备方法，其特征在于：在步骤（6）中，所述干燥时温度控制为50～80℃，时间控制为4～6h。

9.权利要求1～3任一项所述聚醚砜微粉在制备涂料材料中的应用。