JP2012136624A - Method for producing aromatic polyether sulfone - Google Patents

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唯史 福中
Masanobu Matsubara
政信 松原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an aromatic polyether sulfone by which a recovered diphenyl sulfone (a solvent for reaction) having high purity is easily obtained and productivity of the aromatic polyether sulfone is enhanced.SOLUTION: The method for producing the aromatic polyethersulfone is provided in which condensation reaction of a biphenol compound (1) and a dihalogenated biphenyl compound (2) is performed in the coexistence of a specific base and a diphenyl sulfone being a solvent. In the method, the diphenyl sulfone is solvent-extracted from a reaction mixture after the reaction, by the recovered solvent, the obtained extraction liquid is passed through an ion exchange resin to refine the liquid and then the recovered solvent is distilled off to recover the diphenyl sulfone.

Description

本発明は、ビフェノール化合物とジハロゲン化ビフェニル化合物とを縮合反応させて、芳香族ポリエーテルスルホンを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aromatic polyethersulfone by subjecting a biphenol compound and a dihalogenated biphenyl compound to a condensation reaction.

芳香族ポリエーテルスルホンは、耐熱性、耐衝撃性、透明性などに優れた高分子化合物として有用である。かかる芳香族ポリエーテルスルホンは、通常、塩基と、反応溶媒としてのジフェニルスルホンとの共存下に、所定のビフェノール化合物とジハロゲン化ビフェニル化合物とを縮合反応させて製造される。
得られた芳香族ポリエーテルスルホンは、該芳香族ポリエーテルスルホンを含む反応混合物からハロゲン化水素と塩基の反応生成物である副生塩(塩化カリウム等の無機塩)を水洗で除去し、次いで、反応混合物からジフェニルスルホンを溶媒抽出により分離除去することによって精製される(特許文献1)。
Aromatic polyethersulfone is useful as a polymer compound excellent in heat resistance, impact resistance, transparency and the like. Such aromatic polyethersulfone is usually produced by subjecting a predetermined biphenol compound and a dihalogenated biphenyl compound to a condensation reaction in the presence of a base and diphenylsulfone as a reaction solvent.
The resulting aromatic polyethersulfone is obtained by removing by-product salts (inorganic salts such as potassium chloride), which are reaction products of hydrogen halide and base, from the reaction mixture containing the aromatic polyethersulfone with water, The reaction mixture is purified by separating and removing diphenylsulfone by solvent extraction (Patent Document 1).

特開2004−315764Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-315764

ジフェニルスルホンは、沸点が高く且つ高温での安定性に優れているので、前記縮合反応により芳香族ポリエーテルスルホンを製造する際の反応溶媒として有用であり、再使用することが好ましい。特許文献1においては、溶媒抽出にて反応混合物からジフェニルスルホンを分離回収しているが、前工程である副生塩の水洗除去工程において除去されずに残留した副生塩が、抽出されたジフェニルスルホンに混入している。そのため、抽出したジフェニルスルホンを熱交換器に通して抽出溶媒を留去し、ジフェニルスルホンを回収する際に、抽出溶媒中に残留している副生塩が析出して、熱交換器を閉塞させるおそれがある。
また、回収ジフェニルスルホンは、残留する副生塩により純度が低下しているため、当該回収ジフェニルスルホンをそのまま芳香族ポリエーテルスルホンの製造に再使用すると、得られる芳香族ポリエーテルスルホンの物性が低下する(例えば、着色の度合いが著しくなる)という問題ある。
Since diphenyl sulfone has a high boiling point and excellent stability at high temperatures, it is useful as a reaction solvent when producing an aromatic polyether sulfone by the condensation reaction, and it is preferably reused. In Patent Document 1, diphenylsulfone is separated and recovered from the reaction mixture by solvent extraction, but the by-product salt that remains without being removed in the water-washing and removing step of the by-product salt, which is the previous step, is extracted diphenyl sulfone. It is mixed in sulfone. Therefore, the extracted diphenylsulfone is passed through a heat exchanger to distill off the extraction solvent, and when diphenylsulfone is recovered, by-product salts remaining in the extraction solvent are deposited, and the heat exchanger is blocked. There is a fear.
In addition, since the purity of recovered diphenylsulfone is reduced by the residual by-product salt, the physical properties of the obtained aromatic polyethersulfone are reduced when the recovered diphenylsulfone is reused as it is for the production of aromatic polyethersulfone. (For example, the degree of coloring becomes remarkable).

このような問題を解決するために、特許文献1では、抽出溶媒を留去した後、回収ジフェニルスルホンを水洗し、次いで水を除去することにより、回収ジフェニルスルホンの純度が向上し、着色の度合いが低い芳香族ポリエーテルスルホンが得られることを開示している。   In order to solve such a problem, in Patent Document 1, after distilling the extraction solvent, the recovered diphenylsulfone is washed with water, and then the water is removed, whereby the purity of the recovered diphenylsulfone is improved and the degree of coloring Discloses that an aromatic polyethersulfone having a low viscosity can be obtained.

しかし、特許文献1の方法では、ジフェニルスルホンの回収において、水洗と、その後の水の除去とを必要とするため、工程数が増え、芳香族ポリエーテルスルホンの生産性が低下するという問題があった。また、水洗は、高温・加圧下での操作条件となりうる場合がある。   However, the method of Patent Document 1 requires water washing and subsequent water removal in the recovery of diphenylsulfone, which increases the number of steps and reduces the productivity of aromatic polyethersulfone. It was. Moreover, washing with water may be an operating condition under high temperature and pressure.

従って、本発明の課題は、ジフェニルスルホン等の反応溶媒を高純度で簡単に回収することができ、芳香族ポリエーテルスルホンの生産性が向上する、芳香族ポリエーテルスルホンの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic polyethersulfone that can easily recover a reaction solvent such as diphenylsulfone with high purity and that can improve the productivity of the aromatic polyethersulfone. It is in.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、反応混合物から反応溶媒を溶媒抽出した抽出溶媒中に残留している副生塩をイオン交換樹脂により除去して回収したジフェニルスルホンは、高純度であるため、これを反応溶媒として再使用することによって、芳香族ポリエーテルスルホンの生産性を向上させることができるという新たな事実を見出して、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained diphenyl recovered by removing by-product salts remaining in the extraction solvent obtained by solvent extraction of the reaction solvent from the reaction mixture with an ion exchange resin. Since the sulfone has a high purity, the present invention has been completed by finding a new fact that the productivity of the aromatic polyethersulfone can be improved by reusing it as a reaction solvent. .

すなわち、本発明の芳香族ポリエーテルスルホンの製造方法は、アルカリ金属炭酸塩および/またはアルカリ金属重炭酸塩である塩基と、反応溶媒の共存下に、下式(1)で示されるビフェノール化合物と下式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物とを縮合反応させて、芳香族ポリエーテルスルホンを製造する方法であって、反応後の反応混合物から前記反応溶媒を回収溶媒で溶媒抽出し、得られた抽出液をイオン交換樹脂に通して精製した後、回収することを特徴とする。

Figure 2012136624
[式中、Yは−SO2−を表す。R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。]
Figure 2012136624
(式中、Zは−SO2−を表し、R9〜R16は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。XおよびX'は、それぞれ独立にハロゲン原子を表す。)
具体的には、本発明の製造方法は、下記の第一工程〜第五工程を含むものである。
(第一工程)
前記塩基と反応溶媒の共存下に、前記式(1)で示されるビフェノール化合物と前記式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物を縮合反応させて、該縮合反応により脱離したハロゲン化水素と前記塩基との反応生成物である副生塩と、反応溶媒と、芳香族ポリエーテルとを含む反応混合物を得る工程、
(第二工程)
得られた反応混合物から、前記副生塩を除去し、その後、反応溶媒を回収溶媒で溶媒抽出して、芳香族ポリエーテルスルホンを得る工程、
(第三工程)
第二工程で反応溶媒を抽出した抽出液をイオン交換樹脂に通して精製し、次いで回収溶媒を留去して、反応溶媒を回収する工程。
(第四工程)
前記塩基と、第三工程で得たジフェニルスルホンの共存下に、前記のビフェノール化合物(1)とジハロゲン化ビフェニル化合物(2)を縮合反応させて、前記のハロゲン化水素と塩基との反応生成物である副生塩と、ジフェニルスルホンと、芳香族ポリエーテルスルホンとを含む反応混合物を得る工程、
(第五工程)
前記(第二工程)〜(第四工程)を繰り返す工程。 That is, the method for producing an aromatic polyethersulfone of the present invention comprises a base that is an alkali metal carbonate and / or an alkali metal bicarbonate and a biphenol compound represented by the following formula (1) in the presence of a reaction solvent: A method for producing an aromatic polyethersulfone by a condensation reaction with a dihalogenated biphenyl compound represented by the following formula (2), wherein the reaction solvent is extracted from the reaction mixture after the reaction with a recovered solvent, and obtained. The extracted liquid is purified after passing through an ion exchange resin and then recovered.
Figure 2012136624
[Wherein Y represents —SO 2 —. R 1 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. ]
Figure 2012136624
(In the formula, Z represents —SO 2 —, and R 9 to R 16 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. X and X 'Each independently represents a halogen atom.)
Specifically, the production method of the present invention includes the following first to fifth steps.
(First step)
In the presence of the base and the reaction solvent, the biphenol compound represented by the formula (1) and the dihalogenated biphenyl compound represented by the formula (2) are subjected to a condensation reaction, Obtaining a reaction mixture comprising a by-product salt which is a reaction product with the base, a reaction solvent, and an aromatic polyether;
(Second step)
Removing the by-product salt from the resulting reaction mixture, and then extracting the reaction solvent with a recovery solvent to obtain an aromatic polyethersulfone;
(Third process)
A step of purifying the extract obtained by extracting the reaction solvent in the second step through an ion exchange resin, and then recovering the reaction solvent by distilling off the recovered solvent.
(Fourth process)
In the presence of the base and diphenylsulfone obtained in the third step, the biphenol compound (1) and the dihalogenated biphenyl compound (2) are subjected to a condensation reaction, whereby the reaction product of the hydrogen halide and the base is obtained. Obtaining a reaction mixture comprising a by-product salt, diphenylsulfone, and aromatic polyethersulfone,
(Fifth process)
A step of repeating (second step) to (fourth step).

前記式(1)で示されるビフェノール化合物が4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンであり、式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物が4,4'−ジクロロジフェニルスルホンであるのがよい。   The biphenol compound represented by the formula (1) may be 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, and the dihalogenated biphenyl compound represented by the formula (2) may be 4,4′-dichlorodiphenylsulfone.

前記塩基は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であるのがよい。   The base may be at least one selected from the group consisting of sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.

前記イオン交換樹脂は、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂であるのがよい。   The ion exchange resin may be a cation exchange resin and an anion exchange resin.

本発明によれば、縮合反応により得た芳香族ポリエーテルスルホンを含む反応混合物から、副生塩を除去後、反応溶媒を溶媒抽出して、芳香族ポリエーテルスルホンを得ると共に、反応溶媒を回収溶媒で溶媒抽出した抽出液をイオン交換樹脂に通して精製した反応溶媒は、高純度であるため、これを反応溶媒として再使用することができ、従って、工程数を増大させることなく、芳香族ポリエーテルスルホンの生産性を向上させることができるという効果がある。   According to the present invention, by removing the by-product salt from the reaction mixture containing the aromatic polyethersulfone obtained by the condensation reaction, the reaction solvent is subjected to solvent extraction to obtain the aromatic polyethersulfone and the reaction solvent is recovered. A reaction solvent obtained by purifying an extract obtained by solvent extraction with a solvent through an ion exchange resin has high purity, and thus can be reused as a reaction solvent. Therefore, an aromatic solution can be used without increasing the number of steps. There is an effect that the productivity of the polyethersulfone can be improved.

本発明に係る芳香族ポリエーテルスルホンは、塩基と、反応溶媒としてのジフェニルスルホンの共存下に、前記式(1)で示されるビフェノール化合物と式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物とを縮合反応させて製造される。
前記式(1)におけるR1〜R8で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。また、R1〜R8で表されるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられる。
The aromatic polyether sulfone according to the present invention condenses a biphenol compound represented by the above formula (1) and a dihalogenated biphenyl compound represented by the following formula (2) in the presence of a base and diphenyl sulfone as a reaction solvent. Produced by reaction.
As an alkyl group represented by R < 1 > -R < 8 > in the said Formula (1), C1-C4 alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, t-butyl group, are mentioned, for example. . Moreover, as an alkoxy group represented by R < 1 > -R < 8 >, C1-C4 alkoxy groups, such as a methoxy group, an ethoxy group, n-butoxy group, t-butoxy group, are mentioned, for example.

式(1)で示されるビフェノール化合物の中でも、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、または当該化合物の3位、5位、3'位および5'位から選ばれる少なくとも1つの炭素原子にメチル基が結合した化合物が好ましく、とりわけ4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンが好適である。   Among the biphenol compounds represented by the formula (1), 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, or at least one carbon atom selected from the 3-position, 5-position, 3′-position and 5′-position of the compound has a methyl group Bound compounds are preferred, especially 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone.

前記式(2)におけるR9〜R16で表される炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、式(1)におけるR1〜R8において説明した基と同様のアルキル基が挙げられる。また、式(2)におけるR9〜R16で表される炭素数1〜4のアルコキシ基としては、例えば、式(1)におけるR1〜R8において説明した基と同様のアルコキシ基が挙げられる。XおよびX'で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素等が挙げられ、特にフッ素または塩素が好適である。 As a C1-C4 alkyl group represented by R < 9 > -R < 16 > in the said Formula (2), the alkyl group similar to the group demonstrated in R < 1 > -R < 8 > in Formula (1) is mentioned, for example. . Further, the alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 9 to R 16 in Formula (2), for example, include the same alkoxy groups as described in R 1 to R 8 in Formula (1) It is done. Examples of the halogen atom represented by X and X ′ include fluorine, chlorine, bromine and the like, and fluorine or chlorine is particularly preferable.

式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物の中でも、4,4'−ジクロロジフェニルスルホン、4,4'−ジフロロジフェニルスルホン、またはこれらの化合物の3位、5位、3'位および5'位から選ばれる少なくとも1つの炭素原子にメチル基が結合した化合物が好ましい。とりわけ、4,4'−ジクロロジフェニルスルホンが好ましい。   Among the dihalogenated biphenyl compounds represented by the formula (2), 4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 4,4′-difluorodiphenylsulfone, or the 3-position, 5-position, 3′-position and 5 ′ of these compounds A compound in which a methyl group is bonded to at least one carbon atom selected from the above positions is preferred. In particular, 4,4′-dichlorodiphenyl sulfone is preferable.

本発明においては、ビフェノール化合物(1)とジハロゲン化ビフェニル化合物(2)を反応させる際に、下式(3)

Figure 2012136624
(式中、Aは−SO2−を表し、R17〜R24は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。X"はハロゲン原子を表す。)で示されるモノハロゲン化ビフェニル化合物を共存させてもよい。 In the present invention, when the biphenol compound (1) is reacted with the dihalogenated biphenyl compound (2), the following formula (3)
Figure 2012136624
(In the formula, A represents —SO 2 —, and R 17 to R 24 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. X ″ represents A monohalogenated biphenyl compound represented by the formula (1) represents a halogen atom.

モノハロゲン化ビフェニル化合物(3)におけるR17〜R24で表されるアルキル基としては、例えば、式(1)におけるR1〜R8において説明した基と同様の炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。モノハロゲン化ビフェニル化合物(3)におけるR17〜R24で表されるアルコキシ基としては、例えば、式(1)におけるR1〜R8において説明した基と同様の炭素数1〜4のアルコキシ基が挙げられる。モノハロゲン化ビフェニル化合物(3)におけるX"はハロゲン原子を表し、該ハロゲン原子としては前記式(2)におけるXおよびX'と同様の原子が挙げられる。 Examples of the alkyl group represented by R 17 to R 24 in the monohalogenated biphenyl compound (3) include the same alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms as those described for R 1 to R 8 in the formula (1). Is mentioned. Examples of the alkoxy group represented by R 17 to R 24 in the monohalogenated biphenyl compound (3) include the same alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms as those described for R 1 to R 8 in the formula (1). Is mentioned. X ″ in the monohalogenated biphenyl compound (3) represents a halogen atom, and examples of the halogen atom include the same atoms as X and X ′ in the formula (2).

モノハロゲン化ビフェニル化合物(3)の中でも、4−(4−クロロフェニルスルホニル)フェノール、4−(4−フロロフェニルスルホニル)フェノール等が好ましい。   Among the monohalogenated biphenyl compounds (3), 4- (4-chlorophenylsulfonyl) phenol, 4- (4-fluorophenylsulfonyl) phenol and the like are preferable.

次に、本発明の製造方法の一実施態様を説明する。この態様においては、
・縮合反応によりジフェニルスルホンと芳香族ポリエーテルとを含む反応混合物を得る第一工程と、
・得られた反応混合物から、副生塩を除去し、その後、ジフェニルスルホンを回収溶媒で溶媒抽出する第二工程と、
・抽出液をイオン交換樹脂に通して、残留している副生塩を除去してジフェニルスルホンを回収する第三工程と、
・回収したジフェニルスルホンを使用して、ビフェノール化合物(1)とジハロゲン化ビフェニル化合物(2)を縮合反応させて、反応混合物を得る第四工程と、
・前記第二工程〜第四工程を繰り返す工程と
を含んでいる。
Next, an embodiment of the production method of the present invention will be described. In this embodiment,
A first step of obtaining a reaction mixture comprising diphenyl sulfone and aromatic polyether by a condensation reaction;
A second step in which by-product salts are removed from the obtained reaction mixture, and then diphenylsulfone is subjected to solvent extraction with a recovery solvent;
A third step of passing the extract through an ion exchange resin to remove residual by-product salts and recovering diphenyl sulfone;
Using the recovered diphenylsulfone, a condensation reaction of the biphenol compound (1) and the dihalogenated biphenyl compound (2) to obtain a reaction mixture;
-The process of repeating said 2nd process-4th process is included.

以下、各工程を順に説明する。
(第一工程)
第一工程においては、特定の塩基と、反応溶媒としてのジフェニルスルホンの共存下に、ビフェノール化合物(1)およびジハロゲン化ビフェニル化合物(2)、更に必要に応じて、モノハロゲン化ビフェニル化合物(3)を縮合反応させて、生成した芳香族ポリエーテルスルホンと、縮合反応により脱離したハロゲン化水素と塩基の反応生成物である副生塩(KCl、NaCl等)と、ジフェニルスルホンとを含む反応混合物を得る。
Hereinafter, each process is demonstrated in order.
(First step)
In the first step, in the presence of a specific base and diphenylsulfone as a reaction solvent, the biphenol compound (1) and the dihalogenated biphenyl compound (2), and if necessary, the monohalogenated biphenyl compound (3) A reaction mixture containing aromatic polyethersulfone produced by condensation reaction, by-product salt (KCl, NaCl, etc.), which is a reaction product of hydrogen halide and base eliminated by the condensation reaction, and diphenylsulfone. Get.

前記化合物(1)、(2)および(3)の使用割合は、化合物(1)および化合物(3)に含まれるフェノール性水酸基の合計1当量に対して、通常は化合物(2)および化合物(3)に含まれるハロゲン原子の総使用量が0.9〜1.1当量の範囲であり、好ましくは0.98〜1.05当量の範囲である。具体的に説明すると、例えば、化合物(1)と化合物(2)を縮合反応させて芳香族ポリエーテルを製造する場合、化合物(1)の1当量に対して、通常は化合物(2)が0.9〜1.1当量の範囲であり、好ましくは0.98〜1.05当量の範囲で使用する。   The proportion of the compounds (1), (2) and (3) used is usually compound (2) and compound (1) relative to a total of 1 equivalent of the phenolic hydroxyl groups contained in compound (1) and compound (3). The total amount of halogen atoms contained in 3) is in the range of 0.9 to 1.1 equivalents, preferably in the range of 0.98 to 1.05 equivalents. Specifically, for example, when an aromatic polyether is produced by a condensation reaction of the compound (1) and the compound (2), the compound (2) is usually 0 with respect to 1 equivalent of the compound (1). It is used in the range of 0.9 to 1.1 equivalents, preferably in the range of 0.98 to 1.05 equivalents.

本発明において使用する塩基は、アルカリ金属の炭酸塩および/またはアルカリ金属の重炭酸塩である。中でも炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム等が好適である。塩基の使用量は、前記化合物(1)、(2)および(3)における総フェノール性水酸基の1当量に対して、通常は1当量以上であり、好ましくは1.005〜1.25当量程度である。塩基の使用量がフェノール性水酸基の1当量に対して1.25当量以下であると、副反応が低減する傾向にあることから好ましい。また、塩基の使用量がフェノール性水酸基の1当量に対して1当量以上であると得られる芳香族ポリエーテルの分子量が増大する傾向にあることから好ましい。   The base used in the present invention is an alkali metal carbonate and / or an alkali metal bicarbonate. Of these, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate and the like are preferable. The amount of the base used is usually 1 equivalent or more with respect to 1 equivalent of the total phenolic hydroxyl group in the compounds (1), (2) and (3), preferably about 1.005 to 1.25 equivalents. It is. It is preferable that the amount of the base used is 1.25 equivalents or less with respect to 1 equivalent of the phenolic hydroxyl group because side reactions tend to be reduced. Moreover, since the molecular weight of the aromatic polyether obtained as the usage-amount of a base is 1 equivalent or more with respect to 1 equivalent of phenolic hydroxyl group tends to increase, it is preferable.

本発明の製造方法において、縮合反応温度は、通常は210〜320℃の範囲であり、好ましくは240〜290℃の範囲である。縮合反応温度が210℃を超えると、得られる芳香族ポリエーテルの分子量が増大する傾向にあることから好ましく、320℃未満であると着色が低減される傾向にあることから好ましい。縮合反応に要する時間は、前記化合物(1)、(2)および(3)の種類、反応形式や反応温度等により異なるが、通常は1〜24時間程度であり、好ましくは2〜12時間程度である。   In the production method of the present invention, the condensation reaction temperature is usually in the range of 210 to 320 ° C, preferably in the range of 240 to 290 ° C. When the condensation reaction temperature exceeds 210 ° C., the molecular weight of the resulting aromatic polyether tends to increase, and when it is less than 320 ° C., coloring tends to be reduced. The time required for the condensation reaction varies depending on the types of the compounds (1), (2) and (3), the reaction mode, the reaction temperature, etc., but is usually about 1 to 24 hours, preferably about 2 to 12 hours. It is.

前記化合物(1)、(2)および(3)の混合や反応等は、不活性ガス気流下で実施することが望ましい。これにより、前記の化合物(1)、(2)および(3)や、縮合反応の生成物である芳香族ポリエーテルスルホンの酸化による着色を軽減することができる。   The mixing and reaction of the compounds (1), (2) and (3) are preferably carried out under an inert gas stream. Thereby, coloring due to oxidation of the compounds (1), (2) and (3) and the aromatic polyethersulfone which is a product of the condensation reaction can be reduced.

本発明における縮合反応は、通常は、芳香族ポリエーテルスルホンを含む反応混合物を冷却することにより停止することができる。また、芳香族ポリエーテルスルホンの末端フェノキサイドを不活性化させる目的で、ハロゲン化物等を添加して重合反応を停止させてもよい。このハロゲン化物としては、メチルクロライド、エチルクロライド、メチルブロマイド等の脂肪族ハロゲン化物;4−クロロジフェニルスルホン、4−フロロジフェニルスルホン、4−クロロベンゾフェノン、4−フロロベンゾフェノン、4,4'−ジフロロジフェニルスルホン、4,4'−ジクロロジフェニルスルホン、4,4'−ジフロロベンゾフェノン、p−クロロニトロベンゼン等の芳香族ハロゲン化物等が挙げられる。   The condensation reaction in the present invention can usually be stopped by cooling the reaction mixture containing the aromatic polyethersulfone. Further, for the purpose of inactivating the terminal phenoxide of the aromatic polyethersulfone, a halide or the like may be added to stop the polymerization reaction. Examples of the halide include aliphatic halides such as methyl chloride, ethyl chloride, and methyl bromide; 4-chlorodiphenyl sulfone, 4-fluorodiphenyl sulfone, 4-chlorobenzophenone, 4-fluorobenzophenone, 4,4′-difluoro Aromatic halides such as diphenylsulfone, 4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 4,4′-difluorobenzophenone, p-chloronitrobenzene and the like can be mentioned.

(第二工程)
第二工程は、第一工程で得た反応混合物から副生塩を除去し、その後、芳香族ポリエーテルスルホンとジフェニルスルホンを分離して、芳香族ポリエーテルスルホンを得る工程である。
縮合反応の終了後、得られた反応混合物から副生塩を除去し、芳香族ポリエーテルスルホンを単離する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。先ず、芳香族ポリエーテルスルホンと、副生塩と、ジフェニルスルホンとの混合物を冷却して固化させた後、粉砕する。次いで、該粉砕物を水洗することによって、大部分の副生塩を除去した後、当該副生塩除去後の反応混合物から、固体のジフェニルスルホンを溶解するが芳香族ポリエーテルスルホンを溶解しない回収溶媒を用いて、ジフェニルスルホンを抽出し、芳香族ポリエーテルスルホンを分離する。
(Second step)
In the second step, the by-product salt is removed from the reaction mixture obtained in the first step, and then aromatic polyethersulfone and diphenylsulfone are separated to obtain aromatic polyethersulfone.
Examples of the method for removing the by-product salt from the obtained reaction mixture and isolating the aromatic polyethersulfone after the completion of the condensation reaction include the following methods. First, a mixture of aromatic polyethersulfone, by-product salt and diphenylsulfone is cooled and solidified, and then pulverized. Next, by washing the pulverized product with water, most of the by-product salt is removed, and then the solid diphenyl sulfone is dissolved from the reaction mixture after the by-product salt is removed, but the aromatic polyether sulfone is not dissolved. Diphenylsulfone is extracted using a solvent, and aromatic polyethersulfone is separated.

ジフェニルスルホンを溶解するが、芳香族ポリエーテルを溶解しない回収溶媒としては、例えば、メタノール、アセトン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、エタノール等の低沸点溶媒、およびこれらの混合物等が挙げられる。
ジフェニルスルホンから分離した芳香族ポリエーテルスルホンは、更に、前記溶媒を水と置換させ、水で洗浄した後、脱水、乾燥して、目的の芳香族ポリエーテルスルホンを得る。
Examples of the recovery solvent that dissolves diphenylsulfone but does not dissolve aromatic polyether include low-boiling solvents such as methanol, acetone, isopropanol, methyl ethyl ketone, and ethanol, and mixtures thereof.
The aromatic polyether sulfone separated from the diphenyl sulfone is further substituted with water, washed with water, dehydrated and dried to obtain the desired aromatic polyether sulfone.

(第三工程)
第三工程では、第二工程で、芳香族ポリエーテルスルホンと分離するために、溶媒抽出したジフェニルスルホンを含む抽出液をイオン交換樹脂に通して、残留しているKCl等の副生塩を除去する。イオン交換樹脂を通過した抽出液から回収溶媒を蒸発させて留去することによって回収ジフェニルスルホンを得る。
(Third process)
In the third step, in order to separate the aromatic polyethersulfone from the second step, the solvent-extracted extract containing diphenylsulfone is passed through an ion exchange resin to remove residual salt such as KCl. To do. Recovered diphenylsulfone is obtained by evaporating and recovering the recovered solvent from the extract that has passed through the ion exchange resin.

イオン交換樹脂としては、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を用いる。カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との使用割合としては、通常、重量割合で、等量またはその近傍であるのがよく、具体的には、例えば、カチオン交換樹脂が45〜55重量%程度、アニオン交換樹脂が55〜45重量%程度であり、またイオン交換容量では、カチオン交換容量/アニオン交換容量=0.9〜1.1程度であるのが好ましい。   As the ion exchange resin, a cation exchange resin and an anion exchange resin are used. The proportion of the cation exchange resin and the anion exchange resin used is usually preferably equal to or close to the weight by weight. Specifically, for example, the cation exchange resin is about 45 to 55% by weight, the anion The exchange resin is about 55 to 45% by weight, and the ion exchange capacity is preferably about cation exchange capacity / anion exchange capacity = about 0.9 to 1.1.

イオン交換樹脂を通過させる順序は、通常、カチオン交換樹脂通過後、アニオン交換樹脂を通過させるが、この逆の順序であっても構わない。また、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを混合して使用してもよい。イオン交換樹脂の平均粒径としては、特に限定されないが、通常、カチオン交換樹脂が600〜700μm程度で、アニオン交換樹脂が600〜800μm程度である。   The order of passing the ion exchange resin is usually passed through the anion exchange resin after passing through the cation exchange resin, but may be reversed. Moreover, you may mix and use a cation exchange resin and an anion exchange resin. Although it does not specifically limit as an average particle diameter of an ion exchange resin, Usually, a cation exchange resin is about 600-700 micrometers, and an anion exchange resin is about 600-800 micrometers.

イオン交換樹脂にジフェニルスルホンの溶媒抽出液を通過させる際の温度および圧力は、通常、常温・常圧でよい。かかるイオン交換処理によって、取り扱いやすい液体状態で、しかも温和な条件下で、効率良く副生塩を除去できるので、その後の溶媒留去の際に熱交換器の閉塞を起こすことが無く、また回収されたジフェニルスルホンの純度が上昇する。   The temperature and pressure when the diphenylsulfone solvent extract is passed through the ion exchange resin may usually be room temperature and normal pressure. By this ion exchange treatment, the by-product salt can be efficiently removed in a liquid state that is easy to handle and under mild conditions, so that the heat exchanger is not clogged during the subsequent solvent distillation, and is recovered. The purity of the resulting diphenylsulfone increases.

次に、イオン交換樹脂を通過させた抽出液から、低沸点溶媒や低沸点溶媒混合物である回収溶媒(抽出溶媒)を蒸発させてジフェニルスルホンを回収する。回収溶媒を蒸発させる際の液の温度は、通常は125〜200℃の範囲である。125℃未満ではジフェニルスルホンが固化して流動性がなくなり、200℃を超えると回収したジフェニルスルホンの着色が著しくなる。ここで、蒸発させた回収溶媒は凝縮させて回収し、ついで蒸留して水を除去することにより、抽出用回収溶媒して再使用することができる。   Next, diphenyl sulfone is recovered by evaporating a recovery solvent (extraction solvent) that is a low-boiling point solvent or a low-boiling point solvent mixture from the extract that has passed through the ion exchange resin. The temperature of the liquid when evaporating the recovered solvent is usually in the range of 125 to 200 ° C. If the temperature is lower than 125 ° C., diphenyl sulfone is solidified and loses fluidity. The evaporated recovery solvent is condensed and recovered, and then distilled to remove water, so that it can be reused as a recovery solvent for extraction.

(第四工程)
第四工程では、前記塩基と、第三工程で回収したジフェニルスルホンの共存下に、ビフェノール化合物(1)とジハロゲン化ビフェニル化合物(2)を縮合反応させて、芳香族ポリエーテルと、ジフェニルスルホンと、副生塩とを含む反応混合物を得る。
(Fourth process)
In the fourth step, the biphenol compound (1) and the dihalogenated biphenyl compound (2) are subjected to a condensation reaction in the presence of the base and the diphenyl sulfone recovered in the third step, and an aromatic polyether, diphenyl sulfone, To obtain a reaction mixture containing by-product salts.

(第五工程)
第五工程では、前記の第二工程〜第四工程を繰り返す。本発明では、回収したジフェニルスルホンが高純度で殆んど副生塩を含まないので、これらの工程においてジフェニルスルホンを、繰り返し使用することができる
(Fifth process)
In the fifth step, the second to fourth steps are repeated. In the present invention, since the recovered diphenylsulfone is highly pure and contains almost no by-product salt, diphenylsulfone can be used repeatedly in these steps.

本発明の製造方法で得られた芳香族ポリエーテルスルホンは、必要に応じて乾燥することにより、透明性の優れた樹脂とすることができる。また、得られた芳香族ポリエーテルスルホンを用いて、射出成形機や押出成形機等により、所望の成形品を得ることもできる。成形機で成形する際には、ミルドガラスファイバー、チョップドガラスファイバー等のガラス繊維、無機充填剤、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、ボラン系カップリング剤等の反応性カップリング剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤等の潤滑剤、フッ素樹脂、金属石鹸類などの離型改良剤、核剤、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、着色防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、潤滑剤および難燃剤などを添加してもよい。但し、ガラス代替材料等の透明性を求められる用途には、ガラス繊維、無機充填剤、着色剤等の透明性を低下せしめる添加剤を使用しないことが好ましい。   The aromatic polyethersulfone obtained by the production method of the present invention can be made into a resin having excellent transparency by drying as necessary. Moreover, a desired molded article can also be obtained by an injection molding machine, an extrusion molding machine, etc. using the obtained aromatic polyether sulfone. When molding with a molding machine, reactive fiber coupling agents such as glass fiber such as milled glass fiber and chopped glass fiber, inorganic filler, silane coupling agent, titanate coupling agent, borane coupling agent, Higher fatty acids, higher fatty acid esters, higher fatty acid metal salts, lubricants such as fluorocarbon surfactants, mold release improvers such as fluororesins and metal soaps, nucleating agents, antioxidants, stabilizers, plasticizers, lubricants, Coloring agents, coloring agents, ultraviolet absorbers, antistatic agents, lubricants, flame retardants, and the like may be added. However, it is preferable not to use additives that reduce transparency such as glass fibers, inorganic fillers, and colorants for applications requiring transparency such as glass substitute materials.

以下、実施例等によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention in detail, this invention is not limited by these Examples.

実施例1−(1)
[試薬級のジフェニルスルホンを使用した芳香族ポリエーテルスルホンの製造例]
攪拌機、窒素導入管、温度計、および先端に受器を付したコンデンサーを備えた反応容器中に、モノマーとしての4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン100.11重量部、モノマーとしての4,4'−ジクロロジフェニルスルホン119.92重量部、およびジフェニルスルホン196重量部(400nmの光線透過率96.5%、UCB社製)を仕込み、容器内を窒素雰囲気に置換した後、さらに窒素を容器内に流通させながら、180℃まで昇温して前記のモノマーを溶解させた。次いで、無水炭酸カリウムを57.5重量部添加した。その後、280℃まで徐々に昇温して、同温度で4.5時間反応させた(本発明の第一工程に相当する)。
Example 1- (1)
[Production example of aromatic polyethersulfone using reagent-grade diphenylsulfone]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a condenser with a receiver at the tip, 100.11 parts by weight of 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone as a monomer and 4,4 ′ as a monomer -After charging 119.92 parts by weight of dichlorodiphenylsulfone and 196 parts by weight of diphenylsulfone (light transmittance of 400 nm, 96.5%, manufactured by UCB) and replacing the inside of the container with a nitrogen atmosphere, nitrogen was further introduced into the container. While circulating, the temperature was raised to 180 ° C. to dissolve the monomer. Next, 57.5 parts by weight of anhydrous potassium carbonate was added. Thereafter, the temperature was gradually raised to 280 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 4.5 hours (corresponding to the first step of the present invention).

反応終了後、反応液を室温まで冷却して固化させ、細かく粉砕した。得られた芳香族ポリエーテル、塩基(炭酸カリウム)とハロゲン化水素の中和反応により生成した副生塩(KCl)、およびジフェニルスルホンの粉末状混合物を温水で洗浄して、前記の副生塩を除去した。次に、副生塩を除去した後の混合物から、アセトン/メタノール混合液でジフェニルスルホンを抽出し、抽出後の残分を150℃に加熱し、芳香族ポリエーテルスルホンを得た(本発明の第二工程に相当する)。   After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, solidified, and finely pulverized. The obtained aromatic polyether, a by-product salt (KCl) produced by the neutralization reaction of the base (potassium carbonate) and hydrogen halide, and a diphenylsulfone powdery mixture are washed with warm water, and the by-product salt is obtained. Was removed. Next, diphenylsulfone was extracted from the mixture after removing the by-product salt with an acetone / methanol mixture, and the residue after extraction was heated to 150 ° C. to obtain an aromatic polyethersulfone (of the present invention). Corresponds to the second step).

実施例1−(2)
[回収ジフェニルスルホンの精製(本発明の第三工程に相当する)]
実施例1−(1)において、副生塩を除去した後の混合物からアセトン/メタノール混合液でジフェニルスルホンを抽出した抽出液を、混合イオン交換樹脂を充填したカラムに、室温(23〜27℃)下、常圧で通過させて、残留している副生塩(KCl)を除去した。
使用した混合イオン交換樹脂は、見掛け密度が約730g/L、平均粒径が約600μm、交換容量比(カチオン交換樹脂/アニオン交換樹脂)が0.9〜1.1である。
混合イオン交換樹脂に通す直前の抽出液の代表組成は以下の通りである。
アセトン 46重量%
メタノール 40重量%
水 9重量%
ジフェニルスルホン 5重量%
KCl 400重量ppm
イオン交換条件は以下の通りである。
流量速度:2003ml/hr
カラム内径:20mm
充填長:0.66m
空塔速度:6.38vl/d
その結果、開始から300分経過までは、流出液からKClは検出限界である5ppm以下となった。イオン交換樹脂を通過した抽出液から、アセトンとメタノールおよび水分を蒸発させて回収ジフェニルスルホンを得た。なお、KClの検出はイオンクロマトグラフ法により行った。
Example 1- (2)
[Purification of recovered diphenylsulfone (corresponding to the third step of the present invention)]
In Example 1- (1), the extract obtained by extracting diphenyl sulfone with an acetone / methanol mixture from the mixture after removing the by-product salt was placed in a column packed with a mixed ion exchange resin at room temperature (23-27 ° C.). ) Under normal pressure to remove residual by-product salt (KCl).
The mixed ion exchange resin used has an apparent density of about 730 g / L, an average particle size of about 600 μm, and an exchange capacity ratio (cation exchange resin / anion exchange resin) of 0.9 to 1.1.
The representative composition of the extract immediately before passing through the mixed ion exchange resin is as follows.
46% by weight of acetone
40% by weight of methanol
9% by weight of water
Diphenyl sulfone 5% by weight
KCl 400wtppm
The ion exchange conditions are as follows.
Flow rate: 2003ml / hr
Column inner diameter: 20mm
Filling length: 0.66m
Empty speed: 6.38 vl / d
As a result, from the start up to 300 minutes, KCl from the effluent was 5 ppm or less, which is the detection limit. Recovered diphenylsulfone was obtained by evaporating acetone, methanol and water from the extract that passed through the ion exchange resin. KCl was detected by ion chromatography.

Claims (5)

アルカリ金属炭酸塩および/またはアルカリ金属重炭酸塩である塩基と、反応溶媒の共存下に、下式(1)で示されるビフェノール化合物と下式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物とを縮合反応させて、芳香族ポリエーテルスルホンを製造する方法であって、反応後の反応混合物から前記反応溶媒を回収溶媒で溶媒抽出し、得られた抽出液をイオン交換樹脂に通して精製した後、回収することを特徴とする芳香族ポリエーテルスルホンの製造方法。
Figure 2012136624
[式中、Yは−SO2−を表す。R1〜R8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。]
Figure 2012136624
(式中、Zは−SO2−を表し、R9〜R16は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。XおよびX'は、それぞれ独立にハロゲン原子を表す。)
Condensation of a biphenol compound represented by the following formula (1) and a dihalogenated biphenyl compound represented by the following formula (2) in the presence of a reaction solvent with a base that is an alkali metal carbonate and / or alkali metal bicarbonate. A method for producing an aromatic polyethersulfone by reacting, extracting the reaction solvent from the reaction mixture after the reaction with a recovery solvent, and purifying the resulting extract through an ion exchange resin; A process for producing an aromatic polyethersulfone, which is recovered.
Figure 2012136624
[Wherein Y represents —SO 2 —. R 1 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. ]
Figure 2012136624
(In the formula, Z represents —SO 2 —, and R 9 to R 16 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. X and X 'Each independently represents a halogen atom.)
下記の第一工程〜第五工程を含む、請求項1に記載の芳香族ポリエーテルスルホンの製造方法。
(第一工程)
前記塩基と反応溶媒の共存下に、前記式(1)で示されるビフェノール化合物と前記式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物を縮合反応させて、該縮合反応により脱離したハロゲン化水素と前記塩基との反応生成物である副生塩と、反応溶媒と、芳香族ポリエーテルとを含む反応混合物を得る工程、
(第二工程)
得られた反応混合物から、前記副生塩を除去し、その後、反応溶媒を回収溶媒で溶媒抽出して、芳香族ポリエーテルスルホンを得る工程、
(第三工程)
第二工程で反応溶媒を抽出した抽出液をイオン交換樹脂に通して精製し、次いで回収溶媒を留去して、反応溶媒を回収する工程。
(第四工程)
前記塩基と、第三工程で得たジフェニルスルホンの共存下に、前記のビフェノール化合物(1)とジハロゲン化ビフェニル化合物(2)を縮合反応させて、前記のハロゲン化水素と塩基との反応生成物である副生塩と、ジフェニルスルホンと、芳香族ポリエーテルスルホンとを含む反応混合物を得る工程、
(第五工程)
前記(第二工程)〜(第四工程)を繰り返す工程。
The manufacturing method of aromatic polyether sulfone of Claim 1 including the following 1st process-5th process.
(First step)
In the presence of the base and the reaction solvent, the biphenol compound represented by the formula (1) and the dihalogenated biphenyl compound represented by the formula (2) are subjected to a condensation reaction, Obtaining a reaction mixture comprising a by-product salt which is a reaction product with the base, a reaction solvent, and an aromatic polyether;
(Second step)
Removing the by-product salt from the resulting reaction mixture, and then extracting the reaction solvent with a recovery solvent to obtain an aromatic polyethersulfone;
(Third process)
A step of purifying the extract obtained by extracting the reaction solvent in the second step through an ion exchange resin, and then recovering the reaction solvent by distilling off the recovered solvent.
(Fourth process)
In the presence of the base and diphenylsulfone obtained in the third step, the biphenol compound (1) and the dihalogenated biphenyl compound (2) are subjected to a condensation reaction, whereby the reaction product of the hydrogen halide and the base is obtained. Obtaining a reaction mixture comprising a by-product salt, diphenylsulfone, and aromatic polyethersulfone,
(Fifth process)
A step of repeating (second step) to (fourth step).
式(1)で示されるビフェノール化合物が4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホンであり、式(2)で示されるジハロゲン化ビフェニル化合物が4,4'−ジクロロジフェニルスルホンである請求項2に記載の製造方法。   The production according to claim 2, wherein the biphenol compound represented by the formula (1) is 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, and the dihalogenated biphenyl compound represented by the formula (2) is 4,4'-dichlorodiphenylsulfone. Method. 塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the base is at least one selected from the group consisting of sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. イオン交換樹脂が、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂からなる混合イオン交換樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the ion exchange resin is a mixed ion exchange resin comprising a cation exchange resin and an anion exchange resin.
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