CN110272545B - 一种缩短聚砜生产周期的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种缩短聚砜生产周期的加工方法。本发明的方法包括如下步骤：（1）将碳酸钾粉碎并过600目筛取筛下产物；（2）将固体4，4′‑二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的‑600目碳酸钾混合后在氮气保护下，136‑144℃下分水4小时；升温至178‑188℃下聚合反应4小时；（3）聚合反应完成后冷却至室温，将聚合物沉降至去离子水中，洗涤并烘干即可。本发明采用一步法合成聚砜，缩短生产周期。

Description

一种缩短聚砜生产周期的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种缩短聚砜生产周期的加工方法，属于有机化学技术领域。
背景技术：
聚砜是分子主链中含有砜基(-SO2-)和亚芳基的热塑性树脂，英文名Polysulfone（简称PSF或PSU）。工业上合成聚砜通常先由双酚A和氢氧化钠或者氢氧化钾在二甲基亚砜溶剂中反应生成双酚A钠盐，成盐反应结束后蒸出带水剂，然后在氮气保护下加入固体4，4′-二氯二苯基砜，开动搅拌，再逐渐升温在150-160℃下进行缩聚反应生成聚砜，该聚合反应约3h左右结束(通过粘度来控制)。此聚合反应步骤繁琐，工艺复杂，反应时间长，能耗大。上述成盐反应时间长，而且成盐结束后反应釜内温度达160℃，为了保证下一步的缩聚反应不过于剧烈，必须先降温到120℃，然后再升温进行缩聚；另外，成盐阶段生成的水，需及时带出体系，以防止单体浓度的降低和高温下含卤单体的水解副反应，因此通常需要保证足够的分水时间，这通常为2.5-8.5h，结果从成盐反应开始直到缩聚完成，整个周期需要长达18h。
一步法合成聚砜的方法是用碳酸氢钾或碳酸钾代替氢氧化钠合成聚砜，此法可以缩短合成步骤，避免脱水工序，缩短反应时间，在提高产量方面很有潜力，但是目前一步法反应后，溶液中含有未反应的无机盐碳酸钾或碳酸氢钾等、反应的副产物氯化钾，需要通过多次水煮的后续反应去除，增加了反应成本，因此应用受限，目前大部分还是采用两步法合成。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种缩短聚砜生产周期的加工方法，采用一步法合成聚砜，缩短生产周期，同时有效减少副反应发生。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种缩短聚砜生产周期的加工方法，该方法包括如下步骤：
（1）将碳酸钾粉碎并过600目筛取筛下产物；
（2）将固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的-600目碳酸钾混合后在氮气保护下，136-144℃下分水4小时；升温至178-188℃下聚合反应4小时；
（3）聚合反应完成后冷却至室温，将聚合物沉降至去离子水中，洗涤并烘干即可。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的混合干燥物的投料比例为：各组分的重量份数为：固体4，4′-二氯二苯基砜取50重量份、双酚A 取50重量份、二甲基乙酰胺取30重量份、步骤（1）制备的混合干燥物1.95-2.13重量份、甲苯15重量份。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的分水温度优选140℃。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的聚合反应温度优选180℃。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（3）中所述的洗涤是在温度75-85℃下进行。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（3）中所述的洗涤次数为5次。
本发明优点是：经过发明人多次试验发现，随着投料的碳酸钾粒度减小，粗产物中副产物氯化钾的含量减少，但是碳酸钾粒度减小所需要的粉碎成本增加，因此采用-600目的碳酸钾是经济效益最高的投料方式。
具体实施方式：
一种缩短聚砜生产周期的加工方法，该方法包括如下步骤：
（1）将碳酸钾粉碎并过600目筛取筛下产物；
（2）将固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的-600目碳酸钾混合后在氮气保护下，136-144℃下分水4小时；升温至178-188℃下聚合反应4小时；
（3）聚合反应完成后冷却至室温，将聚合物沉降至去离子水中，洗涤并烘干即可。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的混合干燥物的投料比例为：各组分的重量份数为：固体4，4′-二氯二苯基砜取50重量份、双酚A 取50重量份、二甲基乙酰胺取30重量份、步骤（1）制备的混合干燥物1.95-2.13重量份、甲苯15重量份。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的分水温度优选140℃。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（2）中所述的聚合反应温度优选180℃。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（3）中所述的洗涤是在温度75-85℃下进行。
所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，步骤（3）中所述的洗涤次数为5次。
具体实施例：
按照以下表1的投料方式将固体4，4′-二氯二苯基砜（DCDPS）、双酚A（BPA）、二甲基乙酰胺（DMAC）、甲苯（Tol）、碳酸钾（K2CO3）混合后在氮气保护下，140℃下分水4小时；升温至180℃下聚合反应4小时；聚合反应完成后冷却至室温，测试粗产物中氯化钾的含量及粗产物特性粘度如下：本实施例中粘度的测定方法是按照通常的毛细管粘度测定法用乌氏粘度计进行粘度测定：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
通过以上对比例和实施例可以看出，随着碳酸钾粒度降低，在相同反应时间内，特性黏度增大，但是碳酸钾粒度减小所需要的粉碎成本增加，因此采用-600目的碳酸钾是经济效益最高的投料方式。
以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (6)

1.一种缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）将碳酸钾粉碎并过600目筛取筛下产物；
（2）将固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的过600目筛取筛下产物的碳酸钾，混合后在氮气保护下，136-144℃下分水4小时；升温至178-188℃下聚合反应4小时；
（3）聚合反应完成后冷却至室温，将聚合物沉降至去离子水中，洗涤并烘干即可。
2.根据权利要求1所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：步骤（2）中所述的固体4，4′-二氯二苯基砜、双酚A、二甲基乙酰胺、甲苯、步骤（1）制备的过600目筛取筛下产物的碳酸钾的投料比例为：固体4，4′-二氯二苯基砜取50重量份、双酚A 取50重量份、二甲基乙酰胺取30重量份、步骤（1）制备的过600目筛取筛下产物的碳酸钾1.95-2.13重量份、甲苯15重量份。
3.根据权利要求1所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：步骤（2）中所述的分水温度优选140℃。
4.根据权利要求1所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：步骤（2）中所述的聚合反应温度优选180℃。
5.根据权利要求1所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：步骤（3）中所述的洗涤是在温度75-85℃下进行。
6.根据权利要求1所述的缩短聚砜生产周期的加工方法，其特征是：步骤（3）中所述的洗涤次数为5次。
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