JP2010144085A - Process for producing polyphenylene sulfide - Google Patents

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Masaki Kato
正基 加藤
Yoshinori Nakamura
佳則 仲村
Yuji Takeda
裕二 竹田
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Tosoh Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing polyphenylene sulfide which effectively reutilizes unreacted p-dichlorobenzene generated in producing polyphenylene sulfide and reduces the amount of disposal of halides putting a heavy load on the environment. <P>SOLUTION: When the polyphenylene sulfide is produced by polymerizing an alkali metal sulfide and p-dichlorobenzene in N-methyl-2-pyrolidone, the unreacted p-dichlorobenzene recovered as an unreacted substance during the production of polyphenylene sulfide is used for p-dichlorobenzene in the process for producing polyphenylene sulfide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと記す。)の製造方法に関するものであり、より詳細にはPPS製造時に発生する未反応p−ジクロロベンゼンを回収再利用することによりPPSの製造効率を高めると共に、従来環境負荷の高いハロゲン化物であるにも関わらず廃棄されていたp−ジクロロベンゼンを原材料として再利用するPPSの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS), and more specifically, improves the production efficiency of PPS by recovering and reusing unreacted p-dichlorobenzene generated during the production of PPS. In addition, the present invention relates to a method for producing PPS in which p-dichlorobenzene, which has been disposed of in spite of being a halide having a high environmental load, is reused as a raw material.

PPSに代表されるポリアリーレンスルフィド(以下、PASと記す。)は、耐熱性、成形加工性、耐薬品性、難燃性、寸法安定性等に優れる樹脂であり、近年、電気・電子機器部品、自動車機器部品、化学機器部品用等の材料として広く利用されてきている。これらPASは、通常、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと記す。)等の有機アミド溶媒中でジクロロベンゼン等のジハロ芳香族化合物と硫化ナトリウム等のアルカリ金属硫化物との重合反応を行うことにより製造されている(例えば特許文献1参照。)。   Polyarylene sulfide (hereinafter referred to as PAS) typified by PPS is a resin excellent in heat resistance, molding processability, chemical resistance, flame retardancy, dimensional stability, etc. It has been widely used as a material for automobile equipment parts and chemical equipment parts. These PAS usually undergo a polymerization reaction between a dihaloaromatic compound such as dichlorobenzene and an alkali metal sulfide such as sodium sulfide in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP). It is manufactured by performing (for example, refer patent document 1).

また、重合反応により高分子量PASを製造する方法が提案されている(例えば特許文献2,3参照。)
特公昭45−3368号公報 特公昭52−12240号公報 特公昭63−33775号公報
In addition, a method for producing a high molecular weight PAS by a polymerization reaction has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
Japanese Patent Publication No. 45-3368 Japanese Patent Publication No. 52-12240 Japanese Patent Publication No. 63-33775

しかし、特許文献1に提案された方法により得られるPASは、分子量が低くそのままでは射出成形等の用途には使用できず、該低分子量PASを空気中で加熱酸化架橋させることにより高分子量化し成形加工用途に供されてきたが、該高分子量ポリマーでも高度の架橋・分岐によるためか押出加工性に劣り、フィルム、繊維への成形が困難であった。   However, the PAS obtained by the method proposed in Patent Document 1 has a low molecular weight and cannot be used for applications such as injection molding as it is, and the low molecular weight PAS is formed into a high molecular weight by heating and oxidative crosslinking in the air. Although it has been used for processing applications, the high molecular weight polymer is inferior in extrudability due to high degree of crosslinking / branching and is difficult to be formed into a film or fiber.

特許文献2に提案された方法により得られるPASは、高分子量を有するものではあるが、該方法においては重合助剤の添加量がアルカリ金属硫化物に対して等モル程度必要とされている上に、該重合助剤は高価であると共に重合後のポリマー回収後の処理廃水に該重合助剤が混入し廃水処理に課題を有するものである。   The PAS obtained by the method proposed in Patent Document 2 has a high molecular weight, but in this method, the addition amount of the polymerization aid is required to be about equimolar with respect to the alkali metal sulfide. In addition, the polymerization aid is expensive, and the polymerization aid is mixed into the treated wastewater after the recovery of the polymer after the polymerization, and has a problem in wastewater treatment.

さらに、特許文献1〜3に代表される一般的なPASの製造方法においては、PPSとする際には、重合反応中におけるPPSの解重合を抑制するために原料であるp−ジクロロベンゼンの重合体への反応転化率を95%程度と抑制することが必要となり、その結果、重合溶媒中に残留する環境負荷の高いハロゲン化物である未反応p−ジクロロベンゼンを分離回収し、廃棄することが必要であった。   Furthermore, in general PAS production methods represented by Patent Documents 1 to 3, when PPS is used, the weight of p-dichlorobenzene, which is a raw material, is suppressed in order to suppress depolymerization of PPS during the polymerization reaction. It is necessary to suppress the reaction conversion rate into a coalescence of about 95%. As a result, unreacted p-dichlorobenzene, which is a halide having a high environmental load remaining in the polymerization solvent, can be separated and recovered and discarded. It was necessary.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、PPS製造時の原料に未反応物として回収した未反応p−ジクロロベンゼンを用いることにより、環境負荷の高いp−ジクロロベンゼンの廃棄量を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used the unreacted p-dichlorobenzene recovered as an unreacted material as a raw material during the production of PPS, thereby disposing p-dichlorobenzene with a high environmental load. The inventors have found that the amount can be suppressed, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、NMP中でアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンとの重合反応を行いPPSを製造する際に、PPS製造時に未反応物として回収した未反応p−ジクロロベンゼンを用いることを特徴とするPPSの製造方法に関するものである。   That is, the present invention uses unreacted p-dichlorobenzene recovered as an unreacted product during PPS production when PPS is produced by carrying out a polymerization reaction between an alkali metal sulfide and p-dichlorobenzene in NMP. It is related with the manufacturing method of the characteristic PPS.

以下に本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明のPPSの製造方法は、NMP中でアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンとの重合反応を行う際に、未反応原料として残存する未反応p−ジクロロベンゼンを分離・回収し再度原料p−ジクロロベンゼンとして用いるものである。   In the production method of PPS of the present invention, when a polymerization reaction between an alkali metal sulfide and p-dichlorobenzene is carried out in NMP, unreacted p-dichlorobenzene remaining as an unreacted raw material is separated and recovered, and again the raw material p -Used as dichlorobenzene.

PPSは、例えば特公昭45−3368号公報、特公昭52−12240号公報、特公昭63−33775号公報に記載されているように、NMP中でアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンとの重合反応により製造されており、その製造の際には、アルカリ金属硫化物に含まれる水をNMP中で脱水した後にp−ジクロロベンゼンと反応することが好んで行われている。   As described in, for example, Japanese Patent Publication Nos. 45-3368, 52-12240, and 63-33775, PPS is a polymerization of alkali metal sulfide and p-dichlorobenzene in NMP. It is produced by a reaction, and in the production, it is preferred to react with p-dichlorobenzene after dehydrating water contained in the alkali metal sulfide in NMP.

そして、上記したPPS製造時における原材料のp−ジクロロベンゼンのPPSへの重合転化率は一般的に95%程度と重縮合反応としては極めて低いものであるうえに、解重合を抑制するためにp−ジクロロベンゼン過剰系による重合反応が行われる場合が多く、PPSの製造においては、この重合転化率の低さ、p−ジクロロベンゼン過剰系による重合反応系から環境負荷の高いハロゲン系化合物が廃棄物として発生する、原材料コストを引きあげる等の課題を引き起こしていた。   The polymerization conversion rate of the raw material p-dichlorobenzene to PPS during the production of PPS is generally about 95%, which is extremely low as a polycondensation reaction, and in order to suppress depolymerization. -In many cases, polymerization reaction by dichlorobenzene excess system is carried out, and in the production of PPS, halogenated compounds having a low environmental conversion from the polymerization reaction system by p-dichlorobenzene excess system are waste. As a result, problems such as raising raw material costs were caused.

本発明の製造方法において用いられるアルカリ金属硫化物としては、アルカリ金属硫化物の範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、一般的なアルカリ金属硫化物は結晶水を含有するものであり、例えば硫化ナトリウム、硫化リチウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、硫化カリウム等の水和物を挙げることができ、その中でも、最も安定的に入手が可能な硫化ナトリウム系が好ましく、例えば硫化ナトリウム2.9水塩、硫化ナトリウム5水塩、水硫化ナトリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液とを反応して得られる硫化ナトリウム水溶液を挙げることができる。なお、該脱水工程においてはアルカリ金属硫化物中に微量存在することもあるアルカリ金属重硫化物やアルカリ金属チオ硫酸塩と反応させるために、少量のアルカリ金属水酸化物を併用してこれら不純物を除去ないし硫化物への変換を図ることができる。   As the alkali metal sulfide used in the production method of the present invention, any alkali metal sulfide can be used as long as it belongs to the category of alkali metal sulfide, and a general alkali metal sulfide contains crystal water. Examples thereof include hydrates such as sodium sulfide, lithium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide, potassium sulfide, etc. Among them, the sodium sulfide system that is most stably available is preferable, for example, sodium sulfide. 2.9 water salt, sodium sulfide pentahydrate, sodium sulfide aqueous solution obtained by reacting sodium hydrosulfide aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution can be mentioned. In the dehydration step, these impurities are used in combination with a small amount of alkali metal hydroxide in order to react with alkali metal bisulfide or alkali metal thiosulfate which may be present in a small amount in the alkali metal sulfide. Removal or conversion to sulfide can be achieved.

また、該アルカリ金属硫化物としては、特に純度の高いアルカリ金属硫化物として用いることができ、その結果高分子量PPSをより容易に製造することが可能となることから、脱水工程、重合工程の前にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物とを反応し、アルカリ金属硫化物とすることが好ましい。この際のアルカリ金属水硫化物としては、例えば水硫化ナトリウム、水硫化リチウム、水硫化ルビジウム、水硫化セシウム、水硫化カリウム等を挙げることができ、アルカリ金属水酸化物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化カリウム等を挙げることができる。   Further, as the alkali metal sulfide, it can be used as an alkali metal sulfide having a particularly high purity, and as a result, a high molecular weight PPS can be produced more easily. It is preferable to react an alkali metal hydrosulfide with an alkali metal hydroxide to form an alkali metal sulfide. Examples of the alkali metal hydrosulfide include sodium hydrosulfide, lithium hydrosulfide, rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide, and potassium hydrosulfide. Examples of the alkali metal hydroxide include sodium hydroxide. , Lithium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, potassium hydroxide and the like.

本発明の製造方法の特徴は、PPS製造時の未反応物として廃棄されていたp−ジクロロベンゼンを回収し、再度原材料として用いることにより、PPS製造時に発生する廃棄物及びPPS製造コストの低減化をはかるものである。そして、本発明の製造方法においては、特に生産効率よく、高分子量化を達成したPPSを製造することが可能となることから、未反応回収p−ジクロロベンゼン3〜50重量%を含有するp−ジクロロベンゼンを原材料として用いることが好ましい。   The production method of the present invention is characterized in that p-dichlorobenzene, which has been discarded as an unreacted product during PPS production, is recovered and used as a raw material again, thereby reducing waste generated during PPS production and PPS production costs. It measures. And in the manufacturing method of this invention, since it becomes possible to manufacture PPS which achieved high molecular weight especially with high production efficiency, it is p-containing 3-50 weight% of unreacted recovery p-dichlorobenzene. It is preferable to use dichlorobenzene as a raw material.

また、PPS製造時における未反応p−ジクロロベンゼンの回収方法としては、未反応p−ジクロロベンゼンの分離・回収が可能であれば如何なる方法を用いることも可能であり、その中でも、例えばPPS製造時のPPS重合反応終了後、PPS重合溶液からPPSを分離・回収する際に発生する未反応p−ジクロロベンゼンを含有するNMP溶液を回収し、該回収NMP溶液の温度を上昇させ水とともに共沸させる蒸留による回収を行うことが好ましい。また、その際、共沸蒸留によるp−ジクロロベンゼンの回収効率、その作業性に優れることから、該回収NMP溶液は、NMP/水/p−ジクロロベンゼン=63〜84.5/15〜35/0.5〜2(重量%)の範囲よりなるものであることが好ましく、該範囲に調整を行う際には、PPS重合反応液からPPSを分離・回収後のNMP溶液に水を添加することにより調整することが可能である。また、p−ジクロロベンゼンを回収する際には、蒸留塔等を用い回収することが可能であり、特に純度が高く、PPSの製造に適した未反応p−ジクロロベンゼンの回収が可能となることからその際の塔頂温度としては95〜105℃であることが好ましい。   In addition, as a method for recovering unreacted p-dichlorobenzene during the production of PPS, any method can be used as long as it is possible to separate and recover unreacted p-dichlorobenzene. After the completion of the PPS polymerization reaction, an NMP solution containing unreacted p-dichlorobenzene generated when the PPS is separated and recovered from the PPS polymerization solution is recovered, and the temperature of the recovered NMP solution is raised and azeotroped with water. It is preferable to carry out recovery by distillation. At that time, since the recovery efficiency of p-dichlorobenzene by azeotropic distillation and its workability are excellent, the recovered NMP solution is NMP / water / p-dichlorobenzene = 63 to 84.5 / 15 to 35 / It is preferable that it is in the range of 0.5 to 2 (% by weight), and when adjusting to this range, water is added to the NMP solution after separation and recovery of PPS from the PPS polymerization reaction solution It is possible to adjust by. In addition, when recovering p-dichlorobenzene, it can be recovered using a distillation column or the like, and it is possible to recover unreacted p-dichlorobenzene particularly high in purity and suitable for the production of PPS. Therefore, the tower top temperature is preferably 95 to 105 ° C.

本発明のPPSの製造方法においては、優れた生産効率でPPSの製造を行うことが可能となることから回収された未反応p−ジクロロベンゼンを用いる際には、該未反応p−ジクロロベンゼン中のチオアニソール含有量が500ppm以下であることが好ましく、特に300ppm以下であることが好ましい。なお、ここでいうチオアニソールとは、PPS製造時に副生するものであり、未反応p−ジクロロベンゼンを回収する際に同伴されることがあるものである。また、未反応p−ジクロロベンゼン中のチオアニソール含有量の測定方法としては、チオアニソールの含有量測定が可能であれば如何なる方法を用いることも可能であり、例えば未反応p−ジクロロベンゼンをガスクロマトグラフィ分析に供する方法を挙げることができる。   In the production method of PPS of the present invention, since it is possible to produce PPS with excellent production efficiency, when recovered unreacted p-dichlorobenzene is used, in the unreacted p-dichlorobenzene, The thioanisole content is preferably 500 ppm or less, particularly preferably 300 ppm or less. In addition, thioanisole here is a by-product during the production of PPS, and is sometimes accompanied when unreacted p-dichlorobenzene is recovered. Moreover, as a method for measuring the thioanisole content in unreacted p-dichlorobenzene, any method can be used as long as the thioanisole content can be measured. For example, unreacted p-dichlorobenzene can be used as a gas. Examples include methods used for chromatographic analysis.

以下に、本発明の製造方法に関して具体的に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Although the manufacturing method of the present invention is specifically shown below, the present invention is not limited to this.

本発明のPPSの製造方法は、例えば1)アルカリ金属硫化物の脱水工程、2)PPS重合工程、3)PPS回収工程、4)未反応p−ジクロロベンゼン回収工程、等を経る方法を挙げることができる
1)脱水工程に関して
ここで脱水工程とは、PPSの重合を行う際の重合効率を高めるためにアルカリ金属硫化物に含まれる結晶水を脱水し、重合反応系に存在する水分量を調節する工程であり、系内の水分量をアルカリ金属硫化物(無水状態換算)1モルに対し0.5〜1.5モルの範囲とすることが好ましい。また、その際の脱水完了温度を180〜250℃程度とすることで所望の系内の水分量に調製することが可能である。また、脱水を行う際は、安定した脱水が可能となることからNMPを共存させ脱水を行うことが好ましい。
Examples of the method for producing PPS of the present invention include a method through 1) an alkali metal sulfide dehydration step, 2) a PPS polymerization step, 3) a PPS recovery step, 4) an unreacted p-dichlorobenzene recovery step, and the like. 1) Regarding the dehydration process Here, the dehydration process is to dehydrate the crystal water contained in the alkali metal sulfide in order to increase the polymerization efficiency during the polymerization of PPS, and to control the amount of water present in the polymerization reaction system. The amount of water in the system is preferably in the range of 0.5 to 1.5 moles per mole of alkali metal sulfide (in terms of anhydrous state). Further, by setting the dehydration completion temperature at that time to about 180 to 250 ° C., it is possible to adjust the water content in a desired system. In addition, when performing dehydration, it is preferable to perform dehydration in the presence of NMP because stable dehydration is possible.

2)PPS重合工程に関して
本PPS重合工程は、NMP溶媒中で脱水工程により水分量を調節したアルカリ金属硫化物と未反応回収p−ジクロロベンゼン又は未反応回収p−ジクロロベンゼンを含有するp−ジクロロベンゼンとを例えば180〜280℃の温度で反応を行い、PPSを製造する工程である。本PPS重合工程は、重合温度を一定にして重合反応を行っても、PPSの多少の高分子量化をはかるために重合温度を多段階とする制御を行ってもよい。さらに、より高分子量化PPSとするために、例えば水、塩化リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸リチウム、安息香酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム等に代表される重合助剤等を用いてもよい。
2) Regarding PPS polymerization process This PPS polymerization process is a p-dioxide containing an alkali metal sulfide whose water content is adjusted by a dehydration process in an NMP solvent and unreacted recovered p-dichlorobenzene or unreacted recovered p-dichlorobenzene. In this process, PPS is produced by reacting with chlorobenzene at a temperature of 180 to 280 ° C., for example. In the present PPS polymerization step, the polymerization reaction may be performed at a constant polymerization temperature, or the polymerization temperature may be controlled in multiple stages in order to achieve a somewhat higher molecular weight of PPS. Furthermore, in order to obtain a higher molecular weight PPS, for example, a polymerization aid represented by water, lithium chloride, sodium acetate, lithium acetate, sodium benzoate, sodium propionate, or the like may be used.

ここで、本PPS製造工程におけるp−ジクロロベンゼンの重合転化率は、以下の式で算出することが可能である。
(イ)p−ジクロロベンゼン(DCB)をアルカリ金属硫化物に対して過剰に用いた場合
重合転化率=(DCB仕込み−DCB残存量)/(DCB仕込み−DCB過剰量)×100
(ロ)(イ)以外の場合
重合転化率=(DCB仕込み−DCB残存量)/DCB仕込み×100
また、p−ジクロロベンゼンの使用量としては、アルカリ金属硫化物1モルに対して0.9〜1.1モルであることが好ましく、特に反応効率よく反応を進行させるとともに解重合を効率よく抑制することが可能となることから1.02〜1.09モルであることが好ましい。重合時間としては0.5〜10時間、特に生産効率よく製造を行うことが可能となることから2〜7時間であることが好ましい。
Here, the polymerization conversion rate of p-dichlorobenzene in the production process of PPS can be calculated by the following equation.
(Ii) When p-dichlorobenzene (DCB) is used in excess relative to the alkali metal sulfide, the polymerization conversion rate = (DCB charge-DCB residual amount) / (DCB charge-DCB excess amount) × 100
(B) In cases other than (a) Polymerization conversion rate = (DCB charge−DCB remaining amount) / DCB charge × 100
The amount of p-dichlorobenzene used is preferably 0.9 to 1.1 mol per 1 mol of the alkali metal sulfide, and the reaction proceeds particularly efficiently and depolymerization is efficiently suppressed. Therefore, the amount is preferably 1.02 to 1.09 mol. The polymerization time is preferably 0.5 to 10 hours, and particularly preferably 2 to 7 hours because it is possible to produce with high production efficiency.

3)PPS回収工程
本PPS回収工程は、2)工程により得られたPPS重合反応液からPPSを回収するものであり、本工程を経ることにより未反応p−ジクロロベンゼンを含有するNMP溶液が得られるものである。
3) PPS recovery step This PPS recovery step recovers PPS from the PPS polymerization reaction solution obtained in step 2). Through this step, an NMP solution containing unreacted p-dichlorobenzene is obtained. It is

本工程においては、PPS、副生塩とNMP、NMP可溶成分とを分離するために、例えば遠心分離機、デカンター、フィルター等の分離機を用いることができる。また、フラッシュ蒸留等の方法により分離を行うことも可能である。   In this step, a separator such as a centrifuge, a decanter, or a filter can be used to separate PPS, by-product salt and NMP, NMP-soluble components. Separation can also be performed by a method such as flash distillation.

4)未反応p−ジクロロベンゼン回収工程
本未反応p−ジクロロベンゼン回収工程は、3)工程により分離されたNMP溶液よりp−ジクロロベンゼンを回収する工程であり、未反応p−ジクロロベンゼンの回収方法としては、例えば回収NMP溶液を蒸留塔に導入し、温度を上昇させ共沸による蒸留により回収する方法を挙げることができる。そして、蒸留塔による回収を行う際には、特に純度、効率に優れたp−ジクロロベンゼンを回収することが可能となることから、少なくとも下記(1)及び(2)の工程を経て回収を行うことが好ましい。
(1);NMP溶液を塔頂部温度95〜105℃、塔底部温度110〜130℃に設定した蒸留塔に導入し、塔頂部より未反応p−ジクロロベンゼンを回収する工程。
(2);(1)工程の塔底部より得られたNMP溶液を塔頂部温度95〜105℃、塔底部温度200〜210℃に設定した蒸留塔に導入し、塔頂部より未反応p−ジクロロベンゼンを回収する工程。
4) Unreacted p-dichlorobenzene recovery step This unreacted p-dichlorobenzene recovery step is a step of recovering p-dichlorobenzene from the NMP solution separated in step 3), and recovering unreacted p-dichlorobenzene. Examples of the method include a method in which a recovered NMP solution is introduced into a distillation column, the temperature is increased, and recovery is performed by azeotropic distillation. And when performing the collection | recovery by a distillation tower, since it becomes possible to collect | recover especially p-dichlorobenzene excellent in purity and efficiency, it collect | recovers through the process of the following (1) and (2) at least. It is preferable.
(1): A step of introducing the NMP solution into a distillation tower set at a tower top temperature of 95 to 105 ° C. and a tower bottom temperature of 110 to 130 ° C., and recovering unreacted p-dichlorobenzene from the tower top.
(2); The NMP solution obtained from the bottom of the step (1) is introduced into a distillation column set at a tower top temperature of 95 to 105 ° C. and a tower bottom temperature of 200 to 210 ° C. A process for recovering chlorobenzene.

また、共沸後は、系を冷却することにより未反応p−ジクロロベンゼンは固体化するため、水と容易に分離・回収することが可能である。   In addition, after the azeotropic distillation, the unreacted p-dichlorobenzene is solidified by cooling the system, so that it can be easily separated and recovered from water.

さらに、本発明のPPSの製造方法においては、未反応p−ジクロロベンゼンを分離・回収したNMP溶液をさらに蒸留塔に導入し、フェノール等に代表される副生物の分離をするNMPの蒸留精製を行うことも可能であり、該工程を付随することにより、さらに重合溶媒であるNMPの再利用も可能となる。   Furthermore, in the method for producing PPS of the present invention, NMP solution obtained by separating and recovering unreacted p-dichlorobenzene is further introduced into a distillation column, and NMP is purified by distillation to separate by-products such as phenol. It is also possible to carry out this process, and by accompanying this step, it is possible to reuse NMP as a polymerization solvent.

本発明の製造方法により得られるPPSは、慣用の添加剤を配合し各種用途に用いることも可能であり、該添加剤としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー等の繊維状充填剤;炭酸カルシウム、マイカ、タルク、シリカ、カオリン等の無機充填剤;ワックス等の離型剤;シラン系やチタネート系のカップリング剤;酸化防止剤;熱安定剤;紫外線吸収剤;結晶核剤;着色剤;ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂、等を挙げることができる。   The PPS obtained by the production method of the present invention can be used for various purposes by blending conventional additives. Examples of the additives include fibrous fillers such as glass fibers, carbon fibers, and potassium titanate whiskers. Agents; inorganic fillers such as calcium carbonate, mica, talc, silica, kaolin; mold release agents such as wax; silane and titanate coupling agents; antioxidants; thermal stabilizers; ultraviolet absorbers; Colorants; resins such as polyamide, polyethylene, polypropylene, polyphenylene oxide, polytetrafluoroethylene, and the like.

本発明の製造方法によれば、PPS製造時に発生する未反応p−ジクロロベンゼンを回収再利用することによりPPSの製造効率を高めると共に、従来環境負荷の高いハロゲン化物であるにも関わらず廃棄されていたp−ジクロロベンゼンを原材料として再利用することが可能となり、環境負荷低減の面でもその効果は極めて大きいものである。   According to the production method of the present invention, the unreacted p-dichlorobenzene generated during the production of PPS is recovered and reused to increase the production efficiency of PPS and to be discarded despite being a halide having a high environmental impact. The p-dichlorobenzene that has been used can be reused as a raw material, and the effect is extremely great in terms of reducing environmental impact.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by these Examples.

〜PPSの溶融粘度の測定〜
測定温度315℃、荷重10kgの条件下、直径1mm、長さ2mmのダイスを装着した高化式フローテスター(島津製作所製)により測定を行った。
~ Measurement of melt viscosity of PPS ~
Measurement was performed with a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation) equipped with a die having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm under the conditions of a measurement temperature of 315 ° C. and a load of 10 kg.

実施例1
攪拌機を装備する50リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(NaS・2.9HO)6214g及びNMP17000gを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に205℃まで昇温して、1355gの水を留去した。この系を140℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン7160g、NMP5000gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を2時間かけて225℃に昇温し、225℃にて2時間重合させた後、30分かけて250℃に昇温し、さらに250℃にて3時間重合を行った。この際のp−ジクロロベンゼンの重合転化率は96.2%であった。重合終了後、室温まで冷却しポリマーを遠心分離機により単離した。該固形分を温水でポリマーを繰り返し洗浄し100℃で一昼夜乾燥することにより、溶融粘度が280ポイズのPPSを得た。
Example 1
A 50 liter autoclave equipped with a stirrer is charged with 6214 g of flaky sodium sulfide (Na 2 S · 2.9H 2 O) and 17000 g of NMP, and gradually heated to 205 ° C. with stirring under a nitrogen stream, to 1355 g of water. Distilled off. After cooling this system to 140 ° C., 7160 g of p-dichlorobenzene and 5000 g of NMP were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. This system was heated to 225 ° C. over 2 hours and polymerized at 225 ° C. for 2 hours, then heated to 250 ° C. over 30 minutes, and further polymerized at 250 ° C. for 3 hours. At this time, the polymerization conversion rate of p-dichlorobenzene was 96.2%. After completion of the polymerization, the mixture was cooled to room temperature and the polymer was isolated using a centrifuge. The solid content was repeatedly washed with warm water and dried at 100 ° C. for a whole day and night to obtain PPS having a melt viscosity of 280 poise.

別途、遠心分離後のNMP分離液23400gに蒸留水4200gを加え、NMP/水/p−ジクロロベンゼン=80/19/1(重量%)のNMP溶液として、塔頂温度101℃、塔底温度115℃に設定した蒸留塔に導入し、水との共沸により塔頂部よりp−ジクロロベンゼン−水を回収し、350.8gのp−ジクロロベンゼンを回収した(仕込みp−ジクロロベンゼンの4.9%に相当。)。その際のp−ジクロロベンゼン中のチアニソール含有量をガスクロマトグラフィ分析にて確認したところ291ppmであった。そして、塔底部から得られたNMP溶液を塔頂温度100℃、塔底温度205℃に設定した蒸留塔に導入し、水との共沸により塔頂よりp−ジクロロベンゼン−水を回収し、35.8gのp−ジクロロベンゼンを回収し廃棄した。共沸後さらに蒸留温度を上昇しN−メチル−2−ピロリドンの精製を行った。さらに、塔底部から得られたNMPを減圧蒸留塔に導入し、NMPの精製を行った。   Separately, 4200 g of distilled water is added to 23400 g of the NMP separation solution after centrifugation, and an NMP solution of NMP / water / p-dichlorobenzene = 80/19/1 (wt%) is used. It was introduced into a distillation column set at 0 ° C., p-dichlorobenzene-water was recovered from the top of the column by azeotropy with water, and 350.8 g of p-dichlorobenzene was recovered (4.9 g of charged p-dichlorobenzene). %.) The thianisole content in p-dichlorobenzene at that time was 291 ppm as confirmed by gas chromatography analysis. Then, the NMP solution obtained from the tower bottom is introduced into a distillation tower set at a tower top temperature of 100 ° C. and a tower bottom temperature of 205 ° C., and p-dichlorobenzene-water is recovered from the tower top by azeotropy with water, 35.8 g of p-dichlorobenzene was recovered and discarded. After the azeotropic distillation, the distillation temperature was further raised to purify N-methyl-2-pyrrolidone. Furthermore, NMP obtained from the bottom of the column was introduced into a vacuum distillation column to purify NMP.

そして、p−ジクロロベンゼン7160gの代わりに、回収p−ジクロロベンゼン350.8gを含むp−ジクロロベンゼン7160gを用いた以外は、上記した方法と同様の方法によりPPS及び回収p−ジクロロベンゼンを得た。   Then, PPS and recovered p-dichlorobenzene were obtained in the same manner as described above, except that 7160 g of p-dichlorobenzene containing 350.8 g of recovered p-dichlorobenzene was used instead of 7160 g of p-dichlorobenzene. .

これら工程を60回繰り返すことによりPPS290.5kgを得た。また、その際に廃棄物として2.14kgのp−ジクロロベンゼンを処理した。   By repeating these steps 60 times, 290.5 kg of PPS was obtained. At that time, 2.14 kg of p-dichlorobenzene was treated as waste.

実施例2
二回目の蒸留塔により回収されたp−ジクロロベンゼン35.8gの廃棄を行わず、回収p−ジクロロベンゼンの全量を再度PPSの製造に用いた以外は、実施例1と同様の方法によりPPSの製造を行った。得られたPPSは290.5kgであり、p−ジクロロベンゼンの廃棄物としての処理はなかった。
Example 2
Except that 35.8 g of p-dichlorobenzene recovered by the second distillation column was not discarded and the whole amount of recovered p-dichlorobenzene was used again for the production of PPS, the PPS was recovered in the same manner as in Example 1. Manufactured. The obtained PPS was 290.5 kg, and there was no treatment of p-dichlorobenzene as waste.

比較例1
p−ジクロロベンゼンの共沸回収を行わず、未反応p−ジクロロベンゼンを総て廃棄した以外は、実施例1と同様の方法によりPPSの製造を行った。
Comparative Example 1
PPS was produced in the same manner as in Example 1 except that azeotropic recovery of p-dichlorobenzene was not performed and all unreacted p-dichlorobenzene was discarded.

その際、得られたPPSは290.5kgであったが、廃棄物として処理したp−ジクロロベンゼンは23.2kgと多量であった。   At that time, the obtained PPS was 290.5 kg, but the amount of p-dichlorobenzene treated as waste was 23.2 kg.

Claims (7)

N−メチル−2−ピロリドン中でアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンとの重合反応を行いポリフェニレンスルフィドを製造する際に、ポリフェニレンスルフィド製造時に未反応物として回収した未反応p−ジクロロベンゼンを用いることを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造方法。   When producing polyphenylene sulfide by carrying out a polymerization reaction between an alkali metal sulfide and p-dichlorobenzene in N-methyl-2-pyrrolidone, unreacted p-dichlorobenzene recovered as an unreacted product during the production of polyphenylene sulfide is used. A process for producing polyphenylene sulfide, characterized in that 該未反応p−ジクロロベンゼン3〜50重量%を含有するp−ジクロロベンゼンを用いることを特徴とする請求項1に記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。   The method for producing polyphenylene sulfide according to claim 1, wherein p-dichlorobenzene containing 3 to 50% by weight of the unreacted p-dichlorobenzene is used. 該未反応p−ジクロロベンゼンのチオアニソール含有量が500ppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。   The method for producing polyphenylene sulfide according to claim 1 or 2, wherein the unreacted p-dichlorobenzene has a thioanisole content of 500 ppm or less. 重合反応終了後のポリフェニレンスルフィド重合反応液よりポリフェニレンスルフィドを分離したN−メチル−2−ピロリドン溶液から水との共沸により回収した未反応p−ジクロロベンゼンを用いることを特徴する請求項1〜3のいずれかに記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。   The unreacted p-dichlorobenzene recovered from the N-methyl-2-pyrrolidone solution obtained by separating the polyphenylene sulfide from the polyphenylene sulfide polymerization reaction solution after completion of the polymerization reaction by azeotropy with water is used. The manufacturing method of the polyphenylene sulfide in any one of. 請求項4に記載のN−メチル−2−ピロリドン溶液に、さらに水を添加した水分調整済N−メチル−2−ピロリドン溶液から水との共沸により回収した未反応p−ジクロロベンゼンを用いることを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造方法。   Use of unreacted p-dichlorobenzene recovered by azeotropy with water from a water-adjusted N-methyl-2-pyrrolidone solution to which water is further added to the N-methyl-2-pyrrolidone solution according to claim 4 A process for producing polyphenylene sulfide, characterized in that 請求項4に記載のN−メチル−2−ピロリドン溶液又は請求項5に記載の水分調整済N−メチル−2−ピロリドン溶液が、N−メチル−2−ピロリドン/水/p−ジクロロベンゼン=63〜84.5/15〜35/0.5〜2(重量%)からなるものであることを特徴するポリフェニレンスルフィドの製造方法。   The N-methyl-2-pyrrolidone solution according to claim 4 or the water-adjusted N-methyl-2-pyrrolidone solution according to claim 5 is N-methyl-2-pyrrolidone / water / p-dichlorobenzene = 63. A process for producing polyphenylene sulfide, characterized in that it comprises ˜84.5 / 15 to 35 / 0.5 to 2 (% by weight). 請求項4に記載のN−メチル−2−ピロリドン溶液又は請求項5に記載の水分調整済N−メチル−2−ピロリドン溶液から水との共沸により回収したp−ジクロロベンゼンを用いる際に、少なくとも下記(1)及び下記(2)の工程の蒸留塔の頭頂部より回収されたそれぞれの未反応p−ジクロロベンゼンを用いることを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造方法。
(1);該N−メチル−2−ピロリドン溶液又は該水分調整済N−メチル−2−ピロリドン溶液を塔頂部温度95〜105℃、塔底部温度110〜130℃に設定した蒸留塔に導入し、塔頂部より未反応p−ジクロロベンゼンを回収する工程。
(2);(1)工程の塔底部より得られたN−メチル−2−ピロリドン溶液を塔頂部温度95〜105℃、塔底部温度200〜210℃に設定した蒸留塔に導入し、塔頂部より未反応p−ジクロロベンゼンを回収する工程。
When using p-dichlorobenzene recovered by azeotropy with water from the N-methyl-2-pyrrolidone solution according to claim 4 or the water-adjusted N-methyl-2-pyrrolidone solution according to claim 5, A method for producing polyphenylene sulfide, characterized in that at least the unreacted p-dichlorobenzene recovered from the top of the distillation column in the following steps (1) and (2) is used.
(1): The N-methyl-2-pyrrolidone solution or the moisture-adjusted N-methyl-2-pyrrolidone solution is introduced into a distillation column set at a tower top temperature of 95 to 105 ° C and a tower bottom temperature of 110 to 130 ° C. Recovering unreacted p-dichlorobenzene from the top of the tower.
(2); The N-methyl-2-pyrrolidone solution obtained from the bottom of the column in step (1) is introduced into a distillation column set at a tower top temperature of 95 to 105 ° C. and a tower bottom temperature of 200 to 210 ° C. A step of recovering more unreacted p-dichlorobenzene.
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