JP2005344045A - Production method of polyarylene sulfide - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a polyarylene sulfide resin, wherein a polymerization step is performed without using any polymerization auxiliary and without controlling water content in a polymerization system, the polyarylene sulfide resin with uniform resin properties can be obtained and post-treatment time can be shortened by improving filterability of the produced polymer at recovery. <P>SOLUTION: When a sulfiding agent is reacted with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent to produce polyarylene sulfide, a halide of an alkali metal other than lithium is added. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略称する。)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略称する。)の製造方法に関する。特に、反応スラリーのろ過性能を向上させることで後処理工程時間が短縮されるポリアリーレンスルフィドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide (hereinafter abbreviated as PAS) represented by polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS). In particular, the present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide in which the post-treatment process time is shortened by improving the filtration performance of the reaction slurry.

PASを製造する方法としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶媒中で、硫化ナトリウム等のスルフィド化剤とp−ジクロルベンゼン等のジハロ芳香族化合物とを反応させる方法を基本とし、重合反応時に重合助剤としてアルカリ金属カルボン酸塩を用いる方法、重合反応を二段階で行い、第二段階の反応において積極的に多量の水を添加する方法、あるいは重合反応中、反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶内の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめる方法等が一般的である。   As a method for producing PAS, for example, a method in which a sulfidizing agent such as sodium sulfide is reacted with a dihaloaromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone is basically used. A method using an alkali metal carboxylate as a polymerization aid during the polymerization reaction, a method in which the polymerization reaction is performed in two stages, and a large amount of water is positively added in the second stage reaction, or a reactor can be used during the polymerization reaction. Generally, a method of condensing a part of the gas phase in the reaction vessel by cooling the gas phase part of the reactor and refluxing it to the liquid phase is generally used.

これらの方法においては、有機アミド溶媒中でスルフィド化剤とジハロ芳香族化合物とを約180〜280℃の温度範囲内で反応させPASを製造している。しかし、該反応は急激な発熱反応を伴い、望ましくない副反応等が生じ易く、その場合は、得られるPAS粒子の形状が一定とならず、得られたPASスラリーをろ別し、水洗ろ過を繰返して行うことによりPASを分離するプロセスにおいては、時間がかかり過ぎて経済的なプロセスとなり得ない場合があった。   In these methods, PAS is produced by reacting a sulfidizing agent with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent within a temperature range of about 180 to 280 ° C. However, this reaction is accompanied by a rapid exothermic reaction, and an undesirable side reaction is likely to occur. In that case, the shape of the obtained PAS particles is not constant, and the obtained PAS slurry is filtered and washed with water. In the process of separating the PAS by repeating the process, it may take too much time to be an economical process.

上記の課題を解決するために、PASスラリーのろ過性能を向上させることが試みられている。例えば、反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめ、かつ反応系の180〜275℃の範囲における反応温度までの昇温速度を平均0.01〜1.0℃/分にすることで粒子性状が安定したPASポリマーが得られ反応スラリーのろ過性能を改善する方法が挙げられている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この方法は、高いろ過性能を得るために昇温速度を小さくする必要があるため、昇温速度の注意深い制御が必要となる。   In order to solve the above problems, attempts have been made to improve the filtration performance of PAS slurry. For example, a part of the gas phase of the reaction vessel is condensed by cooling the gas phase portion of the reaction vessel, this is refluxed to the liquid phase, and the reaction system is heated to a reaction temperature in the range of 180 to 275 ° C. A method of improving the filtration performance of the reaction slurry by obtaining a PAS polymer with stable particle properties by setting the speed at an average of 0.01 to 1.0 ° C./min is mentioned (for example, see Patent Document 1). . However, this method requires a careful control of the heating rate because it is necessary to reduce the heating rate in order to obtain high filtration performance.

また、PASを製造する方法において、重合工程における撹拌翼の撹拌動力を0.2〜1.0kW/mにすることにより、析出するPASポリマー粒子の粒径を大きくする方法が挙げられている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、この方法では粒径を大きくするために撹拌動力を小さくするため、冷却してPASポリマーを晶析させる方法においては、反応缶に析出したPASポリマーが多量に付着し、次の反応に悪影響を及ぼす場合があり、好ましくない。 In addition, in the method for producing PAS, a method is mentioned in which the particle size of the precipitated PAS polymer particles is increased by setting the stirring power of the stirring blade in the polymerization step to 0.2 to 1.0 kW / m 3 . (For example, refer to Patent Document 2). However, in this method, the stirring power is reduced in order to increase the particle size, so in the method of cooling and crystallizing the PAS polymer, a large amount of the PAS polymer deposited on the reaction vessel adheres, which adversely affects the next reaction. Is not preferable.

特開2002−3603号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-3603 特開2003−26803号公報JP 2003-26803 A

本発明の目的は、重合時に重合助剤を用いなくても、重合工程の途中において重合系の水分量をコントロールする必要のない簡便なPAS樹脂の製法において、PAS樹脂の性状を一定にし、生成ポリマーの回収時におけるろ過性能を向上させることで後処理工程時間が短縮されるPAS樹脂の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to make the properties of the PAS resin constant in a simple PAS resin production method without the need to control the water content of the polymerization system in the middle of the polymerization process without using a polymerization aid during polymerization. An object of the present invention is to provide a method for producing a PAS resin in which the post-treatment process time is shortened by improving the filtration performance at the time of polymer recovery.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
(1)有機アミド系溶媒中、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物とを反応させてPASを製造する際に、リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を添加すると、添加されたリチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物が、重合反応の進行とともに生成、析出するアルカリ金属ハロゲン化物粒子を大きく成長させる。
(2)この状態で、反応後に冷却してPASを晶析させると、前記アルカリ金属ハロゲン化物粒子を種としてPASが析出し、成長するため、PAS粒子径が大きくなり、後処理工程におけるろ過性が向上する。
(3)この結果、PAS樹脂の生産性を改善することができる。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained the following knowledge.
(1) When an alkali metal halide other than lithium is added when PAS is produced by reacting a sulfidizing agent with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent, an alkali metal halide other than the added lithium is added. However, the alkali metal halide particles that are generated and precipitated with the progress of the polymerization reaction are greatly grown.
(2) In this state, when PAS is crystallized by cooling after the reaction, PAS precipitates and grows using the alkali metal halide particles as seeds, so that the PAS particle diameter increases and the filterability in the post-treatment process Will improve.
(3) As a result, the productivity of the PAS resin can be improved.

本発明は、このような知見に基づくものである。すなわち、本発明は、有機アミド系溶媒中、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物とを反応させてPASを製造する際に、リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を添加することを特徴とするPASの製造方法を提供する。   The present invention is based on such knowledge. That is, the present invention provides a PAS characterized by adding an alkali metal halide excluding lithium when a PAS is produced by reacting a sulfidizing agent with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent. Provide a method.

本発明のPAS樹脂の製造方法は、重合助剤を用いることもなく、反応途中に反応系に水を加えることもなく、簡便な方法で、反応スラリーのろ過性を大幅に改善することにより、後工程時間が短時間で実施できるため、生産性が向上し、経済的に有利な方法である。   The production method of the PAS resin of the present invention does not use a polymerization aid, does not add water to the reaction system during the reaction, and greatly improves the filterability of the reaction slurry by a simple method. Since the post-processing time can be carried out in a short time, productivity is improved and this is an economically advantageous method.

本発明のPAS樹脂の製造方法は、通常、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物とを反応させるPASの重合法ではPASの生成とともにアルカリ金属ハロゲン化物が生成する。アルカリ金属ハロゲン化物の生成時にアルカリ金属ハロゲン化物を添加することで、添加したアルカリ金属ハロゲン化物が種結晶となり、重合反応の進行とともに生成、析出するアルカリ金属ハロゲン化物の粒子を大きく成長させる。反応後に冷却してPASを晶析させると、アルカリ金属ハロゲン化物を種としてPASが析出し、成長するため、PAS粒子径が大きくなり、後処理工程におけるろ過性が向上すると考えられる   In the method for producing a PAS resin of the present invention, an alkali metal halide is usually produced together with the production of PAS in the polymerization method of PAS in which a sulfidizing agent and a dihaloaromatic compound are reacted. By adding the alkali metal halide at the time of the production of the alkali metal halide, the added alkali metal halide becomes a seed crystal, and the particles of the alkali metal halide that are produced and precipitate as the polymerization reaction proceeds are greatly grown. When PAS is crystallized by cooling after the reaction, PAS precipitates and grows using the alkali metal halide as a seed, so the PAS particle size is increased and the filterability in the post-treatment process is considered to be improved.

本発明のPASの重合方法は、有機アミド系溶媒中、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物を反応させてPASを製造する方法において、リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を添加することにより、得られるPASの粒径を大きく、PASスラリーのろ過性能を改善するものである。以下に各要件について説明する。   The PAS polymerization method of the present invention is a method for producing a PAS by reacting a sulfidizing agent with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent, and adding the alkali metal halide excluding lithium to the resulting PAS. This increases the particle size of the PAS slurry and improves the filtration performance of the PAS slurry. Each requirement will be described below.

1.リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物
本発明で使用するリチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物としては、特に制限はない。例えば、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等、フッ化ルビジウム、塩化ルビジウム、臭化ルビジウム、ヨウ化ルビジウム、フッ化セシウム、塩化セシウム、臭化セシウム、ヨウ化セシウムが挙げられ、好ましくは、使用するジハロ芳香族化合物と同じハロゲンを有するアルカリ金属ハロゲン化物、または使用するスルフィド化剤と同じアルカリ金属を有するアルカリ金属ハロゲン化物が挙げられる。より好ましくは、使用するジハロ芳香族化合物と同じハロゲンを有し、使用するスルフィド化剤と同じアルカリ金属を有するアルカリ金属ハロゲン化物が挙げられる。特にPASの製造法において最も好ましく用いられるのは、ジハロ芳香族化合物にpジクロロベンゼンを用い、スルフィド化剤に硫化ナトリウムおよび/または水硫化ナトリウム/水酸化ナトリウムを用いた場合には、アルカリ金属ハロゲン化物として塩化ナトリウムが好ましい。
1. Alkali metal halides excluding lithium The alkali metal halides excluding lithium used in the present invention are not particularly limited. For example, sodium fluoride, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium fluoride, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, etc., rubidium fluoride, rubidium chloride, rubidium bromide, rubidium iodide, fluoride Examples include cesium, cesium chloride, cesium bromide, and cesium iodide, preferably an alkali metal halide having the same halogen as the dihaloaromatic compound used, or an alkali metal halogen having the same alkali metal as the sulfidizing agent used. A compound. More preferably, an alkali metal halide having the same halogen as the dihaloaromatic compound to be used and having the same alkali metal as the sulfidizing agent to be used can be mentioned. In particular, in the production method of PAS, it is most preferable to use alkali metal halide when p-dichlorobenzene is used as the dihaloaromatic compound and sodium sulfide and / or sodium hydrosulfide / sodium hydroxide is used as the sulfidizing agent. Sodium chloride is preferred as the chemical.

この際、ハロゲン化リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物は、有機アミド系溶媒には不溶であるので特に制限なく用いることができる。また、上記アルカリ金属ハロゲン化物は単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。   In this case, alkali metal halides excluding lithium halide are insoluble in organic amide solvents and can be used without any particular limitation. Moreover, the said alkali metal halide may be used independently, and may use 2 or more types together.

なお、ハロゲン化リチウムは有機アミド系溶媒に溶解し、相分離剤として働くため、PASの微粒子と粗大粒子とが生成し、ろ過性の低下を引き起こし好ましくない。   Since lithium halide dissolves in an organic amide solvent and acts as a phase separation agent, PAS fine particles and coarse particles are generated, which is not preferable because the filterability is lowered.

前記リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加量は、PAS粒径の増大効果が顕著で、ろ過性の向上に優れていることから0.01モル%以上が好ましく、PAS粒径の増大が充分に達成されていることから20モル%以下が好ましく、さらに好ましくは0.5〜5モル%の範囲である。   The addition amount of the alkali metal halide excluding lithium is preferably 0.01 mol% or more because the effect of increasing the PAS particle size is remarkable and the filterability is improved, and the PAS particle size is sufficiently increased. Since it is achieved, it is preferably 20 mol% or less, and more preferably in the range of 0.5 to 5 mol%.

なお、スルフィド化剤として、リチウム塩を用いる場合は、リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を選択する必要があるが、この場合のリチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加量は、前述の範囲よりも多めにしてもよい。   When using a lithium salt as a sulfidizing agent, it is necessary to select an alkali metal halide excluding lithium. In this case, the amount of alkali metal halide excluding lithium is larger than the above range. It may be.

リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加時期はスルフィド化剤の脱水開始時、あるいは脱水途中、あるいは脱水終了後、ジハロ芳香族化合物を添加して反応を開始する前、あるいは反応途中、あるいは反応終了時。あるいは反応終了後のPAS晶析前の任意の時点に行うことができる。   The alkali metal halide other than lithium is added at the start of dehydration of the sulfiding agent, during the dehydration or after the dehydration, before adding the dihaloaromatic compound to start the reaction, during the reaction, or at the end of the reaction. . Or it can carry out at the arbitrary time before PAS crystallization after completion | finish of reaction.

前記の添加時期の中でも、添加されたハロゲン化リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を種結晶として、反応の進行とともに副生する塩化ナトリウム等の塩の粒子を成長させるので、より大きいPAS粒子を得るためには、アルカリ金属ハロゲン化物を反応開始以前に添加するのが好ましい。また、ハロゲン化リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加は1度に添加する量のすべてを添加しても良いし、任意の回数に分割して、添加時期を違えて添加しても良い。   In order to obtain larger PAS particles, even during the addition period, salt particles such as sodium chloride that are by-produced as the reaction proceeds are grown using the alkali metal halide excluding the added lithium halide as a seed crystal. It is preferable to add an alkali metal halide before the start of the reaction. Moreover, the addition of alkali metal halides excluding lithium halide may be added all at once, or may be divided into arbitrary numbers and added at different addition times.

2.有機アミド系溶媒
本発明において使用する有機アミド系溶媒としては、PAS重合のために知られており、例えばN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと記す。)、N−エチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル(又はジエチル)アセトアミド、N−メチル(又はエチル)カプロラクタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ホルムアミド、アセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチルウレア、N,N’−エチレン−2−ピロリドン、2−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ジフェニルスルホン等及びこれらの混合物を使用でき、中でもNMPが好ましい
2. Organic Amide Solvent The organic amide solvent used in the present invention is known for PAS polymerization. For example, N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP), N-ethylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl (or diethyl) acetamide, N-methyl (or ethyl) caprolactam, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, formamide, acetamide, hexamethylphosphoramide, tetramethylurea N, N′-ethylene-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, ε-caprolactam, diphenylsulfone, and the like, and mixtures thereof, among which NMP is preferable.

3.スルフィド化剤
スルフィド化剤としてはアルカリ金属硫化物、アルカリ金属水硫化物、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
3. Sulfiding agent Examples of the sulfiding agent include alkali metal sulfides, alkali metal hydrosulfides, and mixtures thereof.

前記アルカリ金属硫化物としては、例えば、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム等が挙げられるが、これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、上記硫化アルカリ金属は無水物、水和物、水溶液のいずれを用いてもよい。上記硫化アルカリ金属の中では硫化ナトリウムと硫化カリウムが好ましく、特に硫化ナトリウムが好ましい。これら硫化アルカリ金属は、例えば、水硫化アルカリ金属とアルカリ金属塩基、硫化水素とアルカリ金属塩基とを反応させることによっても得られるが、反応系外で調製されたものを用いてもかまわない。   Examples of the alkali metal sulfide include lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, and cesium sulfide. These may be used alone or in combination of two or more. Also good. The alkali metal sulfide may be any of anhydride, hydrate, and aqueous solution. Among the alkali metal sulfides, sodium sulfide and potassium sulfide are preferable, and sodium sulfide is particularly preferable. These alkali metal sulfides can be obtained, for example, by reacting an alkali metal hydrosulfide with an alkali metal base, or hydrogen sulfide with an alkali metal base, but those prepared outside the reaction system may also be used.

アルカリ金属水硫化物としては、例えば水硫化リチウム、水硫化ナトリウム、水硫化カリウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウム等が挙げられるが、これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、上記水硫化アルカリ金属は、無水物、水和物、水溶液のいずれを用いてもよい。上記水硫化アルカリ金属の中では水硫化ナトリウムと水硫化カリウムが好ましく、特に水硫化ナトリウムが好ましい。これら水硫化アルカリ金属は、硫化水素とアルカリ金属塩基とを反応させることによっても得られるが、反応系外で調製された物を用いてもかまわない。   Examples of the alkali metal hydrosulfide include lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, potassium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be used. The alkali metal hydrosulfide may be any of anhydride, hydrate, and aqueous solution. Among the alkali metal hydrosulfides, sodium hydrosulfide and potassium hydrosulfide are preferable, and sodium hydrosulfide is particularly preferable. These alkali metal hydrosulfides can be obtained by reacting hydrogen sulfide with an alkali metal base, but those prepared outside the reaction system may also be used.

アルカリ金属塩基としては、例えば水酸化アルカリ金属があげられる。水酸化アルカリ金属としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等が挙げられるが、これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。上記水酸化アルカリ金属化合物の中では水酸化リチウムと水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが好ましく、特に水酸化ナトリウムが好ましい。   Examples of the alkali metal base include alkali metal hydroxide. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. May be used. Among the alkali metal hydroxide compounds, lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are preferable, and sodium hydroxide is particularly preferable.

なお上記のいずれの場合にも、硫化アルカリ金属、水硫化アルカリ金属中に微量存在する不純物を除去するために、アルカリ金属塩基を少量過剰に加えてもさしつかえない。   In any of the above cases, an alkali metal base may be added in a small excess to remove impurities present in a small amount in the alkali metal sulfide or alkali metal hydrosulfide.

上記スルフィド化剤は無水物でもかまわないが、入手の容易性と反応の制御性等から含水物が好ましく、無水物を使用する場合には、水を加えて用いる。スルフィド化剤としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム(NaS)、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム及びこれらの混合物である。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物及び水溶液であっても良い。又、これらにそれぞれ対応する水硫化物及び水和物を、それぞれに対応する水酸化物で中和して用いることができる。これらのアルカリ金属硫化物の中では、硫化ナトリウムが安価であって工業的には好ましい。 The sulfiding agent may be an anhydride, but a water-containing material is preferable from the standpoint of availability and controllability of the reaction. When an anhydride is used, water is added and used. Examples of the sulfidizing agent include lithium sulfide, sodium sulfide (Na 2 S), potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide, and mixtures thereof. These alkali metal sulfides may be hydrates and aqueous solutions. In addition, hydrosulfides and hydrates corresponding to these can be used after neutralizing with the corresponding hydroxides. Among these alkali metal sulfides, sodium sulfide is inexpensive and industrially preferable.

4.ジハロ芳香族化合物
ジハロ芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、2,5−ジクロロトルエン、p−ジブロモベンゼン、1,4−ジクロロナフタレン、1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼン、4,4’−ジクロロビフェニル、4,4’−ジブロモビフェニル、2,4−ジクロロ安息香酸、2,5−ジクロロ安息香酸、3,5−ジクロロ安息香酸、2,4−ジクロロアニリン、2,5−ジクロロアニリン、3,5−ジクロロアニリン、4,4’−ジクロロフェニルエーテル、4,4’−ジクロロジフェニルスルホキシド、4,4’−ジクロロフェニルケトン、およびこれらに類するものならびにそれらの混合物が含まれる。なかでもp−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロベンゼンを主成分とするものが好ましい。
4). Dihaloaromatic compounds Dihaloaromatic compounds include p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, 2,5-dichlorotoluene, p-dibromobenzene, 1,4-dichloronaphthalene, 1-methoxy-2 , 5-dichlorobenzene, 4,4'-dichlorobiphenyl, 4,4'-dibromobiphenyl, 2,4-dichlorobenzoic acid, 2,5-dichlorobenzoic acid, 3,5-dichlorobenzoic acid, 2,4- Dichloroaniline, 2,5-dichloroaniline, 3,5-dichloroaniline, 4,4'-dichlorophenyl ether, 4,4'-dichlorodiphenyl sulfoxide, 4,4'-dichlorophenyl ketone, and the like and their A mixture is included. Of these, those containing p-dihalobenzene represented by p-dichlorobenzene as the main component are preferred.

本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法においては、必要に応じて、PASの分子量をより大きくするために、1分子当り3個以上のハロゲン置換基を有する、例えば、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等のポリハロ芳香族化合物を用いることができる。ポリハロ芳香族化合物は、アルカリ金属硫化物1モルに対して好ましくは0.005〜1.5モル%、特に好ましくは0.02〜0.75モル%の量で使用するのが好ましい。   In the method for producing polyarylene sulfide of the present invention, if necessary, in order to increase the molecular weight of PAS, it has 3 or more halogen substituents per molecule, for example, 1,3,5-trichlorobenzene. Polyhaloaromatic compounds such as 1,2,4-trichlorobenzene can be used. The polyhaloaromatic compound is preferably used in an amount of 0.005 to 1.5 mol%, particularly preferably 0.02 to 0.75 mol%, based on 1 mol of the alkali metal sulfide.

5.重合反応
有機アミド系溶媒中でアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させてPASを製造する方法は特に制限されない。例えば、特公昭45‐3368号公報に記載の方法、特公昭52‐12240号公報記載のアルカリ金属カルボン酸塩を使用する方法、米国特許第4038263号明細書に記載のハロゲン化リチウム等の重合助剤を使用する方法、特公昭54‐8719号公報に記載のポリハロ芳香族化合物等の架橋剤を使用する方法、特公昭63‐33775号公報に記載の異なる水の存在量下、多段階反応を使用する方法等により製造し得る。
5). Polymerization Reaction The method for producing PAS by reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent is not particularly limited. For example, a method described in Japanese Patent Publication No. 45-3368, a method using an alkali metal carboxylate described in Japanese Patent Publication No. 52-12240, and a polymerization aid such as lithium halide described in US Pat. No. 4,038,263. A method using a crosslinking agent, a method using a cross-linking agent such as a polyhaloaromatic compound described in JP-B-54-8719, and a multi-stage reaction under different amounts of water described in JP-B-63-33775. It can be produced by the method used.

前記の方法の中で好ましい方法は、特開平5‐222196号公報に記載された、有機アミド系溶媒中でアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させてPASを製造する方法において、反応中に反応缶の気相部分を冷却することにより反応缶内の気相の一部を凝縮させ、これを液相に還流せしめる方法を使用することができる。該方法を使用することにより、比較的溶融粘度の高いPASを製造することができ、従って、引張強度、衝撃強度等の機械的強度の高いPASを得ることができるため好ましい。   Among the above methods, a preferable method is a method described in JP-A-5-222196, in which a PAS is produced by reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent. A method of condensing a part of the gas phase in the reaction vessel by cooling the gas phase portion of the reaction vessel and refluxing it to the liquid phase can be used. By using this method, a PAS having a relatively high melt viscosity can be produced, and therefore a PAS having a high mechanical strength such as tensile strength and impact strength can be obtained.

該方法において、還流される液体は、水とアミド系溶媒の蒸気圧差の故に、液相バルクに比較して水含有率が高い。この水含有率の高い還流液は、反応溶液上部に水含有率の高い層を形成する。その結果、残存のアルカリ金属硫化物(例えばNaS)、ハロゲン化アルカリ金属(例えばNaCl)、オリゴマー等が、その層に多く含有されるようになる。従来法においては230℃以上の高温下で、生成したPASとNaS等の原料及び副生成物とが均一に混じりあった状態では、高分子量のPASが得られないばかりでなく、せっかく生成したPASの解重合も生じ、チオフェノールの副生成が認められる。しかし、本発明では、反応缶の気相部分を積極的に冷却して、水分に富む還流液を多量に液相上部に戻してやることによって上記の不都合な現象が回避でき、反応を阻害するような因子を真に効率良く除外でき、高分子量PASを得ることができるものと思われる。但し、本発明は上記現象による効果のみにより限定されるものではなく、気相部分を冷却することによって生じる種々の影響によって、高分子量のPASが得られるのである。 In this method, the liquid to be refluxed has a high water content compared to the liquid phase bulk due to the difference in vapor pressure between water and the amide solvent. This reflux solution with a high water content forms a layer with a high water content at the top of the reaction solution. As a result, the remaining alkali metal sulfide (for example, Na 2 S), halogenated alkali metal (for example, NaCl), oligomer, and the like are contained in a large amount in the layer. In the conventional method, in a state where the produced PAS and the raw materials and by-products such as Na 2 S are uniformly mixed at a high temperature of 230 ° C. or higher, not only a high molecular weight PAS can be obtained but also it is generated with great effort. The depolymerization of the PAS also occurs, and a by-product of thiophenol is observed. However, in the present invention, the above-mentioned disadvantageous phenomenon can be avoided by actively cooling the gas phase portion of the reaction vessel and returning a large amount of moisture-rich reflux liquid to the upper part of the liquid phase, thereby inhibiting the reaction. It is considered that such a factor can be removed truly efficiently and a high molecular weight PAS can be obtained. However, the present invention is not limited only by the effect of the above phenomenon, and a high molecular weight PAS can be obtained by various influences caused by cooling the gas phase portion.

該方法においては、従来法のように反応の途中で水を添加することを要しない。しかし、水を添加することを全く排除するものではない。但し、水を添加する操作を行えば、本発明の利点のいくつかは失われる。従って、好ましくは、重合反応系内の全水分量は反応の間中一定である。   In this method, it is not necessary to add water during the reaction unlike the conventional method. However, adding water is not completely excluded. However, if the operation of adding water is performed, some of the advantages of the present invention are lost. Therefore, preferably the total water content in the polymerization reaction system is constant throughout the reaction.

反応缶の気相部分の冷却は、外部冷却でも内部冷却でも可能であり、自体公知の冷却手段により行える。たとえば、反応缶内の上部に設置した内部コイルに冷媒体を流す方法、反応缶外部の上部に巻きつけた外部コイルまたはジャケットに冷媒体を流す方法、反応缶上部に設置したリフラックスコンデンサーを用いる方法、反応缶外部の上部に水をかける又は気体(空気、窒素等)を吹き付ける等の方法が考えられるが、結果的に缶内の還流量を増大させる効果があるものならば、いずれの方法を用いても良い。外気温度が比較的低いなら(たとえば常温)、反応缶上部に従来備えられている保温材を取外すことによって、適切な冷却を行うことも可能である。外部冷却の場合、反応缶壁面で凝縮した水/アミド系溶媒混合物は反応缶壁を伝わって液相の上層に入る。従って、該水分に富む混合物は、液相上部に溜り、そこの水分量を比較的高く保つ。内部冷却の場合には、冷却面で凝縮した混合物が同様に冷却装置表面又は反応缶壁を伝わって液相中に入る。   Cooling of the gas phase portion of the reactor can be performed by external cooling or internal cooling, and can be performed by a cooling means known per se. For example, a method of flowing a refrigerant through an internal coil installed at the top of a reaction can, a method of flowing a coolant through an external coil or jacket wound around the top of the reaction can, and a reflux condenser installed at the top of the reaction can A method such as spraying water on the upper part outside the reaction can or blowing a gas (air, nitrogen, etc.) is conceivable. Any method can be used as long as it has an effect of increasing the reflux amount in the can as a result. May be used. If the outside air temperature is relatively low (for example, normal temperature), it is possible to perform appropriate cooling by removing the heat insulating material conventionally provided at the top of the reaction can. In the case of external cooling, the water / amide solvent mixture condensed on the wall of the reaction vessel passes through the wall of the reaction vessel and enters the upper layer of the liquid phase. Accordingly, the water-rich mixture accumulates at the top of the liquid phase and keeps the water content relatively high. In the case of internal cooling, the mixture condensed on the cooling surface likewise travels through the cooling device surface or the reaction vessel wall and enters the liquid phase.

一方、液相バルクの温度は、所定の一定温度に保たれ、あるいは所定の温度プロフィールに従ってコントロールされる。一定温度とする場合、230〜275℃の温度で0.1〜20時間反応を行うことが好ましい。より好ましくは、240〜265℃の温度で1〜6時間である。より高い分子量のPASを得るには、2段階以上の反応温度プロフィールを用いることが好ましい。この2段階操作を行う場合、第1段階は195℃以上で行うことが、反応速度が小さすぎず、実用的ことから好ましく、充分に高分子量なPASが得られ、副反応速度が増大しないことから240℃以下の温度で行うことが好ましい。更に、210〜240℃が特に好ましい。第1段階の終了は、重合反応系内ジハロ芳香族化合物残存率は、最終的に高分子量PASが得やすいことから1モル%以上が好ましく、第2段階の反応で解重合など副反応が生じにくいことから、40モル%以下が好ましい。加えて、分子量が3,000〜20,000の範囲内の時点で行うことが好ましい。これらの中でも、より好ましくは、重合反応系内ジハロ芳香族化合物残存率が2モル%〜15モル%、且つ分子量が5,000〜15,000の範囲である。その後昇温して、最終段階の反応を240〜270℃で、1時間〜10時間行うことが好ましい。前記温度範囲は、反応温度240℃以上であることが、充分に高分子量化したPASを得やすいことから好ましく、解重合等の副反応が生じにくく、安定的に高分子量物を得やすいことから270℃以下で反応することが好ましい。   On the other hand, the temperature of the liquid phase bulk is kept at a predetermined constant temperature or controlled according to a predetermined temperature profile. When making it constant temperature, it is preferable to perform reaction for 0.1 to 20 hours at the temperature of 230-275 degreeC. More preferably, it is 1 to 6 hours at a temperature of 240 to 265 ° C. In order to obtain higher molecular weight PAS, it is preferred to use a reaction temperature profile of two or more stages. When performing this two-stage operation, it is preferable that the first stage is carried out at 195 ° C. or higher, because the reaction rate is not too low, which is preferable from a practical point of view, sufficiently high molecular weight PAS is obtained, and side reaction rate does not increase To 240 ° C. or less. Furthermore, 210-240 degreeC is especially preferable. At the end of the first stage, the residual ratio of the dihaloaromatic compound in the polymerization reaction system is preferably 1 mol% or more because it is easy to finally obtain a high molecular weight PAS, and side reactions such as depolymerization occur in the second stage reaction. Since it is difficult, 40 mol% or less is preferable. In addition, it is preferable to carry out at a time when the molecular weight is within the range of 3,000 to 20,000. Among these, more preferably, the residual ratio of the dihaloaromatic compound in the polymerization reaction system is in the range of 2 to 15 mol% and the molecular weight is in the range of 5,000 to 15,000. Thereafter, the temperature is raised, and the final reaction is preferably carried out at 240 to 270 ° C. for 1 to 10 hours. The temperature range is preferably a reaction temperature of 240 ° C. or higher because it is easy to obtain a sufficiently high molecular weight PAS, and side reactions such as depolymerization are unlikely to occur, and a high molecular weight product can be obtained stably. It is preferable to react at 270 ° C. or lower.

実際の操作としては、先ず不活性ガス雰囲気下で、重合系の水分量が所定の量となるよう、必要に応じて脱水または水添加する。水分量は、好ましくは、アルカリ金属硫化物1モル当り0.5〜1.7モル、特に0.8〜1.2モルとする。1.7モルを超えると、副反応の発生が著しくなり、系内水分量の増加とともに、反応性生物中のフェノール等の副生成物が増大する。0.5モル未満では、反応速度が速すぎ、充分な高分子量の物を得ることができないと共に、副反応等の好ましくない反応が生ずる。   As an actual operation, first, dehydration or water addition is performed as necessary so that the water content of the polymerization system becomes a predetermined amount in an inert gas atmosphere. The amount of water is preferably 0.5 to 1.7 mol, particularly 0.8 to 1.2 mol, per mol of alkali metal sulfide. When the amount exceeds 1.7 mol, side reactions are remarkably generated, and by-products such as phenol in the reactive organisms increase with an increase in the amount of water in the system. If it is less than 0.5 mol, the reaction rate is too high, and a sufficiently high molecular weight product cannot be obtained, and undesirable reactions such as side reactions occur.

反応時の気相部分の冷却は、一定温度での1段反応の場合では、反応開始時から行うことが望ましいが、少なくとも250℃以下の昇温途中から行わなければならない。多段階反応では、第1段階の反応から冷却を行うことが望ましいが、遅くとも第1段階反応の終了後の昇温途中から行うことが好ましい。冷却効果の度合いは、通常反応缶内圧力が最も適した指標である。圧力の絶対値については、反応缶の特性、攪拌状態、系内水分量、ジハロ芳香族化合物とスルフィド化剤とのモル比等によって異なる。しかし、同一反応条件下で冷却しない場合に比べて、反応缶圧力が低下すれば、還流液量が増加して、反応溶液気液界面における温度が低下していることを意味しており、その相対的な低下の度合いが水分含有量の多い層と、そうでない層との分離の度合いを示していると考えられる。そこで、冷却は反応缶内圧が、冷却をしない場合と比較して低くなる程度に行うのが好ましい。冷却の程度は、都度の使用する装置、運転条件などに応じて、当業者が適宜設定できる。   In the case of a one-stage reaction at a constant temperature, the cooling of the gas phase portion during the reaction is desirably performed from the start of the reaction, but must be performed at least during the temperature increase of 250 ° C. or less. In the multistage reaction, it is desirable to cool from the first stage reaction, but it is preferable to carry out from the middle of the temperature increase after the completion of the first stage reaction at the latest. The degree of cooling effect is usually the most suitable index for the pressure in the reaction vessel. The absolute value of the pressure varies depending on the characteristics of the reaction vessel, the stirring state, the amount of water in the system, the molar ratio of the dihaloaromatic compound and the sulfidizing agent, and the like. However, compared with the case where the reactor is not cooled under the same reaction conditions, if the reaction vessel pressure decreases, the amount of the reflux liquid increases, which means that the temperature at the reaction solution gas-liquid interface decreases. It is considered that the degree of relative decrease indicates the degree of separation between the layer having a high water content and the layer not having the moisture content. Therefore, the cooling is preferably performed to such an extent that the internal pressure of the reaction can becomes lower than that in the case where cooling is not performed. The degree of cooling can be appropriately set by those skilled in the art according to the equipment to be used and the operating conditions.

得られたPASは、気相酸化性雰囲気下、PASの融点未満の温度で加熱処理しても良い。熱処理温度は、好ましくは180〜270℃、特に好ましくは200〜270℃である。該温度が上記下限未満では、硬化速度が不充分で加熱処理に要する時間が増加し、上記上限を超えては、硬化速度が高くなり過ぎて溶融粘度の制御ができず、またPASのゲルを生じる。また、加熱処理に要する時間は、上記の加熱処理温度等により異なるが、好ましくは0.5〜300時間、特に好ましくは1〜96時間である。該時間が上記下限未満では、熱処理による効果が充分に得られず、上記上限を超えてはPAS粒子同士が融着しやすくなり、2次粒子が著しく大きくなったり、容器缶壁への付着が生じたりして好ましくない。   The obtained PAS may be heat-treated at a temperature lower than the melting point of PAS in a gas phase oxidizing atmosphere. The heat treatment temperature is preferably 180 to 270 ° C, particularly preferably 200 to 270 ° C. If the temperature is less than the above lower limit, the curing speed is insufficient and the time required for the heat treatment increases. If the temperature exceeds the upper limit, the curing speed becomes too high to control the melt viscosity, and the PAS gel cannot be controlled. Arise. Moreover, although the time which heat processing requires changes with said heat processing temperature etc., Preferably it is 0.5 to 300 hours, Most preferably, it is 1 to 96 hours. If the time is less than the above lower limit, the effect of heat treatment cannot be sufficiently obtained, and if the upper limit is exceeded, the PAS particles are easily fused with each other, and the secondary particles are remarkably enlarged or adhered to the container can wall. This is undesirable.

該加熱処理は、好ましくは空気、純酸素等又はこれらと任意の適当な不活性ガスとの混合物のような酸素含有ガスの気相酸化性雰囲気下で実施される。不活性ガスとしては、水蒸気、窒素、二酸化炭素等又はそれらの混合物が挙げられる。上記ガスの酸素含有ガス中の酸素の濃度は、好ましくは0.5〜50体積%、特に好ましくは10〜25体積%である。該酸素濃度が、上記上限を超えてはラジカル発生量が増大し、溶融時の増粘が著しくなり、また色相が暗色化して好ましくなく、上記下限未満では、熱酸化速度が遅くなり好ましくない。   The heat treatment is preferably carried out in a gas phase oxidizing atmosphere of an oxygen-containing gas such as air, pure oxygen or the like or a mixture of these and any suitable inert gas. Examples of the inert gas include water vapor, nitrogen, carbon dioxide and the like or a mixture thereof. The concentration of oxygen in the oxygen-containing gas is preferably 0.5 to 50% by volume, particularly preferably 10 to 25% by volume. If the oxygen concentration exceeds the above upper limit, the amount of radical generation increases, the thickening at the time of melting becomes remarkable, and the hue becomes dark, which is not preferable. If the oxygen concentration is less than the lower limit, the thermal oxidation rate becomes slow, which is not preferable.

6.ポリアリーレンスルフィドの回収(後処理)
本発明の方法では、上記のようにして得られたPASスラリーからのポリアリーレンスルフィドの回収は、常法にしたがって行うことができる。例えば、PASスラリーをろ過し、溶媒を含むPASケーキを得、該PASケーキを、窒素ガス気流中、好ましくは150〜250℃の温度で、好ましくは10分間〜24時間加熱して、得られたPAS粉末に水洗浄/ろ過を数回繰り返した後、乾燥してPASを得る溶媒乾燥処理法によりPASを得ることができる。あるいは、PASスラリーをろ過し、溶媒を除去後、水洗浄・/ろ過を数回繰り返した後、乾燥してPASを得る直接水洗処理法によりPASを得ることができる。
6). Recovery of polyarylene sulfide (post treatment)
In the method of the present invention, the polyarylene sulfide can be recovered from the PAS slurry obtained as described above according to a conventional method. For example, the PAS slurry was filtered to obtain a PAS cake containing a solvent, and the PAS cake was obtained by heating in a nitrogen gas stream, preferably at a temperature of 150 to 250 ° C., preferably for 10 minutes to 24 hours. PAS powder can be obtained by a solvent drying treatment method in which PAS powder is repeatedly washed with water / filtered several times and then dried to obtain PAS. Alternatively, after the PAS slurry is filtered and the solvent is removed, water washing and / or filtration is repeated several times, and then dried to obtain PAS by a direct water washing treatment method in which PAS is obtained.

また、特開平10−130388号に記載された反応後のPASスラリーに酸及び/又は水溶液中で酸性を示す塩を添加して酸処理しても良い。反応後のPASスラリーに添加される酸又は水素塩の量は、酸又は水素塩添加後のPASスラリーのpHが7.0〜11.0となるような量である。好ましくは該スラリーのpHが7.5〜10.0となるように添加される。該スラリーのpHが7.0未満では、得られたPASの分子量の低下を生じるため好ましくなく、また、PASの白色度の向上を図ることもできない。pHが11.0を超えては、結晶化温度Tcを高めることができず、また、PASの白色度も低い。該酸又は水素塩の添加量は、上記のようにPASスラリーのpHが7.0〜11.0となるような量であればよく、用いられる酸又は水素塩の種類、若しくは反応後のPASスラリーのpH等に依存するが、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対して、上限が好ましくは10モル%、特に好ましくは6.0モル%であり、下限が好ましくは0.2モル%、特に好ましくは0.5モル%である。   Further, an acid treatment may be performed by adding an acid and / or a salt showing acidity in an aqueous solution to the post-reaction PAS slurry described in JP-A-10-130388. The amount of the acid or hydrogen salt added to the PAS slurry after the reaction is such that the pH of the PAS slurry after addition of the acid or hydrogen salt is 7.0 to 11.0. Preferably, the slurry is added so that the pH of the slurry is 7.5 to 10.0. If the pH of the slurry is less than 7.0, it is not preferable because the molecular weight of the obtained PAS is lowered, and the whiteness of the PAS cannot be improved. If the pH exceeds 11.0, the crystallization temperature Tc cannot be increased, and the whiteness of PAS is also low. The addition amount of the acid or hydrogen salt may be such an amount that the pH of the PAS slurry becomes 7.0 to 11.0 as described above, and the type of acid or hydrogen salt used or the PAS after the reaction. Depending on the pH of the slurry, etc., the upper limit is preferably 10 mol%, particularly preferably 6.0 mol%, and the lower limit is preferably 0.2 mol%, especially with respect to 1 mol of the charged alkali metal sulfide. Preferably it is 0.5 mol%.

使用する酸としては特に制限はない。例えば酢酸、ギ酸、シュウ酸、フタル酸、塩酸、リン酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、ホウ酸、炭酸等が使用される。また、水溶液中で酸性を示す塩も使用することができ、好ましくは塩化亜鉛、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、硫酸水素ナトリウム等が挙げられる。実機での使用においては、金属部材への腐食が少ない有機酸が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as an acid to be used. For example, acetic acid, formic acid, oxalic acid, phthalic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, boric acid, carbonic acid and the like are used. In addition, a salt that shows acidity in an aqueous solution can be used, and preferred examples include zinc chloride, calcium chloride, magnesium chloride, barium chloride, and sodium hydrogen sulfate. For use in an actual machine, an organic acid that causes little corrosion to the metal member is preferable.

反応後のPASスラリーに酸及び/又は水溶液中で酸性を示す塩を添加する方法としては、公知の方法を使用することができる。例えば、反応終了後冷却したスラリー中に所定量の酸及び/又は上記の塩を添加し、攪拌する方法が挙げられる。ここで、酸及び/又は塩を添加する際のPASスラリーの温度は、好ましくは室温〜200℃であり、特に好ましくは50〜180℃である。200℃を超えての添加では、溶媒等との副反応が生じ易く、室温未満では、PASスラリーの流動性が極めて悪く充分に混合できない。添加後、PASスラリーと酸及び/又は塩とを均一に混合するため、好ましくは10分〜48時間、特に好ましくは30分〜36時間攪拌を継続することが好ましい。本発明の方法により製造されたPASは、粒径が増大しており、ろ過性能が優れている。   As a method of adding an acid and / or a salt showing acidity in an aqueous solution to the PAS slurry after the reaction, a known method can be used. For example, a method of adding a predetermined amount of acid and / or the above salt to the cooled slurry after completion of the reaction and stirring it can be mentioned. Here, the temperature of the PAS slurry when the acid and / or salt is added is preferably room temperature to 200 ° C, particularly preferably 50 to 180 ° C. Addition above 200 ° C tends to cause side reactions with solvents and the like, and if it is less than room temperature, the fluidity of the PAS slurry is extremely poor and cannot be sufficiently mixed. After the addition, in order to uniformly mix the PAS slurry and the acid and / or salt, stirring is preferably continued for 10 minutes to 48 hours, particularly preferably for 30 minutes to 36 hours. The PAS produced by the method of the present invention has an increased particle size and excellent filtration performance.

7.生成PAS
本発明の方法で得られたPASは粒子性状が優れ、成形加工する際には、慣用の添加剤、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン等の粉末状充填剤、又は炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト繊維、ポリアラミド繊維等の繊維状充填剤を混入することができる。更に、必要に応じて、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、離型剤、着色剤等の添加剤を配合することもできる。
7). Generated PAS
The PAS obtained by the method of the present invention has excellent particle properties, and when molding, conventional additives such as powdered fillers such as carbon black, calcium carbonate, silica, titanium oxide, or carbon fibers, glass Fibrous fillers such as fibers, asbestos fibers, and polyaramid fibers can be mixed. Furthermore, additives such as antioxidants, heat stabilizers, lubricants, mold release agents, colorants and the like can be blended as necessary.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例における試験方法は、以下の通りである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by these Examples. In addition, the test method in an Example is as follows.

(A)ろ過性:重合後に得られた反応スラリー100gを50℃に加熱した後、電動ポンプを用いて3.3×10Paの条件で直径60mm、保留サイズ1μmのろ紙を用いて減圧ろ過を行った。この時のろ過が終了するまでのろ過時間とろ液量を計測し、下記式により、ろ過性を求めた。ろ過性(g/sec)=ろ液量(g)/ろ過時間(sec) (A) Filterability: 100 g of the reaction slurry obtained after polymerization was heated to 50 ° C., and then filtered under reduced pressure using a filter paper having a diameter of 60 mm and a holding size of 1 μm using an electric pump under conditions of 3.3 × 10 4 Pa. Went. The filtration time and the amount of the filtrate until the filtration at this time was measured, and the filterability was determined by the following formula. Filterability (g / sec) = filtrate amount (g) / filtration time (sec)

(B)溶融粘度:島津製作所製フローテスター、CFT−500Cを用い、300℃、荷重=1.96×10Pa、L/D=10/1で6分間保持した後に測定した粘度(ポイズ)である。 (B) Melt viscosity: Viscosity (poise) measured after holding for 6 minutes at 300 ° C., load = 1.96 × 10 6 Pa, L / D = 10/1, using a flow tester manufactured by Shimadzu Corporation, CFT-500C It is.

(C)粒度分布:湿式粒度分布測定装置(日機装(株)製マイクロトラックSRA)を用いて、得られた反応スラリーの粒度分布測定を行い、平均粒径を求めた。   (C) Particle size distribution: Using a wet particle size distribution measuring device (Microtrac SRA manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), the particle size distribution of the obtained reaction slurry was measured to determine the average particle size.

実施例1
150リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.75重量%NaS)15.415kgと塩化ナトリウム7g(硫化ソーダ1モルに対して0.1モル%)とN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略すことがある)38.0kgを仕込んだ。窒素気流下攪拌しながら215℃まで昇温して、水3.529kgを留出させた(硫化ソーダ1モル当たり水1.17モル)。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、パラジクロロベンゼン(以下、p−DCBと略すことがある)17.913kg及びNMP16.0kgを仕込んだ。液温150℃で窒素ガスを用いて9.8×10Paに加圧して昇温を開始し、液温250℃になった時点でオートクレーブ上部への散水を開始した。該温度で2時間保持して反応を行った。反応終了後、散水を止めて、室温にまで冷却した。得られた反応スラリーを一部サンプリングして、ろ過性と粒度分布の測定を行った。残りの反応スラリーは、ろ過して溶媒を除去し、次に常法により水洗浄、ろ過を7回繰り返した後、120℃で約8時間、熱風循環乾燥機中で乾燥し、粉末状のポリマーを得た。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表1に示す。
Example 1
In a 150 liter autoclave, 15.415 kg of flaky sodium sulfide (60.75 wt% Na 2 S), 7 g of sodium chloride (0.1 mol% relative to 1 mol of sodium sulfide) and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “sodium sulfide”) 38.0 kg), which may be abbreviated as NMP). While stirring under a nitrogen stream, the temperature was raised to 215 ° C. to distill 3.529 kg of water (1.17 mol of water per 1 mol of sodium sulfide). Thereafter, the autoclave was sealed and cooled to 180 ° C., and 17.913 kg of paradichlorobenzene (hereinafter sometimes abbreviated as p-DCB) and 16.0 kg of NMP were charged. Nitrogen gas was used at a liquid temperature of 150 ° C. to start pressurization to 9.8 × 10 4 Pa, and when the liquid temperature reached 250 ° C., watering to the top of the autoclave was started. The reaction was carried out at this temperature for 2 hours. After completion of the reaction, watering was stopped and the mixture was cooled to room temperature. A part of the obtained reaction slurry was sampled to measure filterability and particle size distribution. The remaining reaction slurry is filtered to remove the solvent, and then washed with water and filtered seven times in a conventional manner, and then dried in a hot air circulating dryer at 120 ° C. for about 8 hours. Got. Table 1 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例2
塩化ナトリウムを70g(硫化ソーダ1モルに対して1.0モル%)用いた以外は実施例1と同様に行った。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表1に示す。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that 70 g of sodium chloride (1.0 mol% with respect to 1 mol of sodium sulfide) was used. Table 1 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例3
塩化ナトリウムを1.192kg(硫化ソーダ1モルに対して17.0モル%)用いた以外は実施例1と同様に行った。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表1に示す。
Example 3
The same operation as in Example 1 was conducted except that 1.192 kg of sodium chloride (17.0 mol% with respect to 1 mol of sodium sulfide) was used. Table 1 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例4
塩化ナトリウムに代えて20重量%塩化ナトリウム水溶液1.753kg(硫化ソーダ5.0モルに対して5モル%)を用い、水を4.866kgを留出させた(硫化ソーダ1モル当たり水1.2モル)以外は実施例1と同様に反応を行った。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表1に示す。
Example 4
Instead of sodium chloride, 1.753 kg of a 20% by weight aqueous sodium chloride solution (5 mol% with respect to 5.0 mol of sodium sulfide) was used to distill 4.866 kg of water (1 mol of water per mol of sodium sulfide). The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except for 2 mol). Table 1 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例5
150リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(60.75重量%NaS)15.415kgとN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略すことがある)38.0kgを仕込んだ。窒素気流下攪拌しながら216℃まで昇温して、水3.680kgを留出させた(硫化ソーダ1モル当たり水1.1モル)。その後、オートクレーブを密閉して180℃まで冷却し、20%塩化ナトリウム水溶液175g(硫化ソーダ1モルに対して0.5モル%)とパラジクロロベンゼン(以下、p−DCBと略すことがある)17.913kgとNMP16.0kgを仕込んだ(系内の水は硫化ソーダ1モル当たり1.16モル)。以下の操作は実施例1と同様に行った。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表2に示す。
Example 5
A 150-liter autoclave was charged with 15.415 kg of flaky sodium sulfide (60.75 wt% Na 2 S) and 38.0 kg of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes abbreviated as NMP). While stirring under a nitrogen stream, the temperature was raised to 216 ° C. to distill 3.680 kg of water (1.1 mol of water per 1 mol of sodium sulfide). Thereafter, the autoclave is sealed and cooled to 180 ° C., and 175 g of a 20% aqueous sodium chloride solution (0.5 mol% with respect to 1 mol of sodium sulfide) and paradichlorobenzene (hereinafter sometimes abbreviated as p-DCB). 913 kg and NMP 16.0 kg were charged (the water in the system was 1.16 mol per mol of sodium sulfide). The following operations were performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例6
217℃まで昇温して、水3.766kgを留出させ(硫化ソーダ1モル当たり水1.06モル)、20%塩化ナトリウム水溶液351g(硫化ソーダ1モルに対して1.0モル%)を用いた以外は実施例5と同様に行った(系内の水は硫化ソーダ1モル当たり1.19モル)。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表2に示す。
Example 6
The temperature was raised to 217 ° C. to distill 3.766 kg of water (1.06 mol of water per mol of sodium sulfide), and 351 g of a 20% sodium chloride aqueous solution (1.0 mol% with respect to 1 mol of sodium sulfide). The procedure was the same as in Example 5 except that it was used (the water in the system was 1.19 mol per mol of sodium sulfide). Table 2 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

実施例7
塩化ナトリウム0.42g(硫化ソーダ1モルに対し0.006モル%)を添加した以外は実施例1と同様に行った。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表2に示す。
Example 7
The same procedure as in Example 1 was conducted except that 0.42 g of sodium chloride (0.006 mol% relative to 1 mol of sodium sulfide) was added. Table 2 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

比較例1
リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を添加しない以外は、実施例1と同様にしてポリマーを得た。ポリマーの溶融粘度、ろ過速度、ポリマーの平均粒径を表2に示す。
Comparative Example 1
A polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that no alkali metal halide except lithium was added. Table 2 shows the melt viscosity of the polymer, the filtration rate, and the average particle size of the polymer.

Figure 2005344045
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Figure 2005344045
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本発明は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法に関し、特に反応スラリーのろ過性が優れることによる後処理工程時間が短縮されるポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin, and more particularly to a method for producing a polyarylene sulfide resin in which the post-treatment process time due to excellent filterability of a reaction slurry is shortened.

Claims (4)

有機アミド系溶媒中、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物とを反応させてポリアリーレンスルフィドを製造する際に、リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物を添加することを特徴とするポリアリーレンスルフィドの製造方法。 A method for producing a polyarylene sulfide, comprising adding an alkali metal halide other than lithium when a polyarylene sulfide is produced by reacting a sulfidizing agent with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent. リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加量がスルフィド化剤1モルに対して0.01〜20モル%である請求項1記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the addition amount of the alkali metal halide excluding lithium is 0.01 to 20 mol% with respect to 1 mol of the sulfidizing agent. リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物の添加時期が、スルフィド化剤とジハロ芳香族化合物が反応を開始する前である請求項1または2記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。 The method for producing a polyarylene sulfide according to claim 1 or 2, wherein the alkali metal halide other than lithium is added before the sulfidizing agent and the dihaloaromatic compound start the reaction. リチウムを除くアルカリ金属ハロゲン化物中アルカリ金属が、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群から選ばれる1種以上のアルカリ金属である請求項1記載のポリアリーレンスルフィドの製造方法。
The method for producing a polyarylene sulfide according to claim 1, wherein the alkali metal in the alkali metal halide excluding lithium is at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium, potassium, rubidium and cesium.
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