JP6808926B2 - Manufacturing method of polyarylene sulfide resin - Google Patents

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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する。 The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin.

ポリアリーレンスルフィド樹脂(以下、PPSと言うことがある。)に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂(以下、PASと言うことがある。)は、耐熱性、耐薬品性に優れ、電気電子部品、自動車部品、給湯器部品、繊維、フィルム用途等に幅広く用いられている。 Polyarylene sulfide resin (hereinafter, may be referred to as PAS) represented by polyarylene sulfide resin (hereinafter, may be referred to as PPS) has excellent heat resistance and chemical resistance, and is used for electrical and electronic parts and automobiles. Widely used in parts, water heater parts, textiles, film applications, etc.

高分子量ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法として、ポリハロ芳香族化合物および有機極性溶媒の存在下に、アルカリ金属硫化物を滴下して重合反応させる、いわゆる「S滴下法」と呼ばれる方法が知られている。 As a method for producing a high molecular weight polyarylene sulfide resin, a so-called "S dropping method" is known in which an alkali metal sulfide is dropped and polymerized in the presence of a polyhaloaromatic compound and an organic polar solvent. ..

例えば、有機極性溶媒及びポリハロ芳香族化合物を含む混合物中にアルカリ金属水硫化物及び/またはアルカリ金属硫化物からなる含水スルフィド化剤を反応混合物から水が除去され得る速度で導入して反応を行うことによって、高分子量かつ直鎖状のポリアリーレンスルフィドを製造し、ポリアリーレンスルフィドの靱性を改善する技術が開示されている。しかし、前記方法によって得られるポリアリーレンスルフィドは、分子量が高く靱性が多少改善されるものの、未だ十分なものではなかった。また、ポリアリーレンスルフィドの靱性を改善する為に、シランカップリング剤で変成する方法も知られているが、この方法によって得られるポリアリーレンスルフィドは、分子量は高められるものの、酸又はアルカリとの反応活性点が少ないためシランカップリング剤等のカップリング剤で変性することが困難であり、結局、実用的な靱性が得られないものであった。 For example, a hydrous sulfide agent consisting of alkali metal hydrosulfide and / or alkali metal sulfide is introduced into a mixture containing an organic polar solvent and a polyhalo aromatic compound at a rate at which water can be removed from the reaction mixture to carry out the reaction. Thereby, a technique for producing a high-molecular-weight and linear polyarylene sulfide and improving the toughness of the polyarylene sulfide is disclosed. However, although the polyarylene sulfide obtained by the above method has a high molecular weight and some improvement in toughness, it is still insufficient. Further, in order to improve the toughness of polyarylene sulfide, a method of modifying with a silane coupling agent is also known, but the polyarylene sulfide obtained by this method has an increased molecular weight, but reacts with an acid or an alkali. Since there are few active sites, it is difficult to modify with a coupling agent such as a silane coupling agent, and in the end, practical toughness cannot be obtained.

そこで、ポリハロ芳香族化合物、脂肪族系環状化合物、アルカリ金属水酸化物及び水の存在下、前記脂肪族系環状化合物を加水分解させ(工程1)、次いで、アルカリ金属硫化物またはアルカリ金属水硫化物を系内に滴下して順次加えながら重合反応(工程2)を行う方法が提案されている(特許文献2参照)。 Therefore, the aliphatic cyclic compound is hydrolyzed in the presence of a polyhalo aromatic compound, an aliphatic cyclic compound, an alkali metal hydroxide and water (step 1), and then an alkali metal sulfide or an alkali metal hydrosulfide. A method has been proposed in which a polymerization reaction (step 2) is carried out while dropping substances into a system and sequentially adding them (see Patent Document 2).

この方法は、脂肪族系環状化合物の加水分解物とポリハロ芳香族化合物(DCB)の存在下で、アルカリ金属硫化物またはアルカリ金属水硫化物およびアルカリ金属水酸化物を系内に順次加えるため、該脂肪族系環状化合物の加水分解物がアルカリ金属塩(SMAB)を生成し、さらに該SMABと該ポリハロ芳香族化合物とが副反応を起こして、下記構
造式(1)
This method sequentially adds alkali metal sulfide or alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide into the system in the presence of a hydrolyzate of an aliphatic cyclic compound and a polyhaloaromatic compound (DCB). The hydrolyzate of the aliphatic cyclic compound produces an alkali metal salt (SMAB), and the SMAB and the polyhaloaromatic compound cause a side reaction to cause the following structural formula (1).

Figure 0006808926
(式中、nは0〜2であり、Yはハロゲン原子を、Yは水素原子又はハロゲン原子を、Rは水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基又はシクロヘキシル基を表し、Rは炭素原子数3〜5のアルキレン基を、Xは水素原子又はアルカリ金属原子を表す。)で表されるカルボキシアルキルアミノ基含有化合物(以下、CP−MABAと表すことがある。)を生成するため、見かけ上のカルボキシ基量が多く測定されるものであった。
また、この方法は、反応系にスルフィド化剤を順次加えるため、原料中に占める硫黄源の存在割合が低く、該脂肪族系環状化合物の加水分解物のアルカリ金属塩の割合も低くなることから、ポリマーの成長末端が副反応を起こす確率も低くなる。その結果、反応活性点となるポリマー末端のカルボキシ基量を充分増加させることができていなかった。このため、CP−MABAを精製工程で除去した後に得られるPAS樹脂は、シランカップリング剤や官能基含有熱可塑性エラストマー等で変性しても、靱性や耐衝撃性等の機械的強度の向上が充分なものとは言えなかった。また、ポリマーの成長末端が副反応を起こす確率が低くなるとはいえ、やはりCP−MABAの存在により、さらにポリマーの高分子量化を図る際には、阻害要因となっており、この方法によって得られるポリアリーレンスルフィドも、分子量の高いポリマーが得られるものの、未だ十分なものではなかった。
Figure 0006808926
(In the formula, n is 0 to 2, Y 1 represents a halogen atom, Y 2 represents a hydrogen atom or a halogen atom, and R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group or a cyclohexyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 2 represents an alkylene group having 3 to 5 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom or an alkali metal atom.) A carboxyalkylamino group-containing compound (hereinafter, may be referred to as CP-MABA). Since it was produced, a large amount of apparent carboxy group was measured.
Further, in this method, since the sulfidizing agent is sequentially added to the reaction system, the abundance ratio of the sulfur source in the raw material is low, and the ratio of the alkali metal salt of the hydrolyzate of the aliphatic cyclic compound is also low. , The probability that the growth end of the polymer will cause a side reaction is also low. As a result, the amount of carboxy group at the polymer terminal, which is the reaction active site, could not be sufficiently increased. Therefore, even if the PAS resin obtained after removing CP-MABA in the purification step is modified with a silane coupling agent or a functional group-containing thermoplastic elastomer, the mechanical strength such as toughness and impact resistance can be improved. It wasn't enough. In addition, although the probability that the growth end of the polymer causes a side reaction is low, the presence of CP-MABA is also an inhibitory factor when further increasing the molecular weight of the polymer, which can be obtained by this method. Polyarylene sulfide also provides a polymer with a high molecular weight, but it is still insufficient.

特開平8−100064号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-100064 特開2001−40090号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-40090

そこで本発明が解決しようとする課題は、ポリマー末端のカルボキシ基量が多く、かつ、高分子量のポリアリーレンスルフィド樹脂を生産性良く製造する方法を提供することにある。 Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a method for producing a polyarylene sulfide resin having a large amount of carboxy groups at the polymer terminal and a large amount of polyarylene sulfide resin with high productivity.

本願発明者らは種々の検討を行った結果、特許文献1に記載の方法は、滴下する硫化ナトリウムが反応装置の接液部の金属原子を溶出し、これが重合反応を阻害する要因となっていること、また、特許文献2に記載の方法では、スルフィド化剤滴下の前段階で、すでに多量のCP−MABAが反応系内にあることが、PAS重合反応の阻害要因となっていることを見出し、上記課題を解決するに至った。 As a result of various studies by the inventors of the present application, in the method described in Patent Document 1, the dropping sodium sulfide elutes the metal atom in the wetted portion of the reactor, which becomes a factor that inhibits the polymerization reaction. In addition, in the method described in Patent Document 2, the fact that a large amount of CP-MABA is already present in the reaction system before the addition of the sulfidizing agent is an inhibitory factor for the PAS polymerization reaction. I found it and came to solve the above problem.

すなわち本発明は、脂肪族系環状化合物とポリハロ芳香族化合物とを含む反応容器中に、アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属水硫化物とをそれぞれ独立に供給しながら、重合反応させることを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法、に関する。 That is, the present invention is characterized in that an alkali metal hydroxide and an alkali metal hydrosulfide are independently supplied and polymerized in a reaction vessel containing an aliphatic cyclic compound and a polyhaloaromatic compound. The present invention relates to a method for producing a polyarylene sulfide resin.

本発明により、ポリマー末端のカルボキシ基量が多く、かつ、高分子量のポリアリーレンスルフィド樹脂を生産性良く製造する方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a polyarylene sulfide resin having a large amount of carboxy groups at the polymer terminal and a large amount of polyarylene sulfide resin with high productivity.

本発明の実施に当たって使用可能な反応装置の一例の模式図(実施例1で用いた反応装置の模式図)である。It is a schematic diagram of an example of a reactor that can be used in carrying out the present invention (schematic diagram of the reactor used in Example 1).

本発明のポリアリーレンスルフィドの製造方法は、脂肪族系環状化合物とポリハロ芳香族化合物とを含む反応容器中に、アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属水硫化物とをそれぞれ独立に供給しながら、重合反応させることを特徴とする。以下、具体的に詳述する。 The method for producing polyarylene sulfide of the present invention polymerizes an alkali metal hydroxide and an alkali metal hydrosulfide in a reaction vessel containing an aliphatic cyclic compound and a polyhaloaromatic compound while independently supplying them. It is characterized by reacting. The details will be described below.

本発明は、まず始めに、反応容器内で、脂肪族系環状化合物とポリハロ芳香族化合物を含む重合反応用溶液を得る工程(1)を有する。 The present invention first comprises a step (1) of obtaining a solution for a polymerization reaction containing an aliphatic cyclic compound and a polyhaloaromatic compound in a reaction vessel.

本発明で用いる脂肪族系環状化合物としては、加水分解によって開環し得るものであれば公知のものを特に限定されることなく用いることができるが、このような脂肪族系環状化合物の具体例としてはN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記する。)、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタム、ホルムアミド、アセトアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素、N−ジメチルプロピレン尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン酸などの脂肪族環状アミド化合物、アミド尿素、及びラクタム類が挙げられる。これらの中でも反応性が良好である点から脂肪族環状アミド化合物、特にNMPが好ましい。 As the aliphatic cyclic compound used in the present invention, known ones can be used without particular limitation as long as they can be opened by hydrolysis, and specific examples of such an aliphatic cyclic compound. N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N-methyl-ε-caprolactam, formamide, acetamide, N-methylformamide, N, N-dimethylacetamide. , 2-Pyrrolidone, ε-caprolactam, hexamethylphosphoramide, tetramethylurea, N-dimethylpropyleneurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone acid and other aliphatic cyclic amide compounds, amidourea, and lactam. Kind. Among these, an aliphatic cyclic amide compound, particularly NMP, is preferable from the viewpoint of good reactivity.

本発明で用いるポリハロ芳香族化合物の具体例としては、例えば、p−ジハロベンゼン、m−ジハロベンゼン、o−ジハロベンゼン、1,2,3−トリハロベンゼン、1,2,4−トリハロベンゼン、1,3,5−トリハロベンゼン、1,2,3,5−テトラハロベンゼン、1,2,4,5−テトラハロベンゼン、1,4,6−トリハロナフタレン、2,5−ジハロトルエン、1,4−ジハロナフタレン、1−メトキシ−2,5−ジハロベンゼン、4,4’−ジハロビフェニル、3,5−ジハロ安息香酸、2,4−ジハロ安息香酸、2,5−ジハロニトロベンゼン、2,4−ジハロニトロベンゼン、2,4−ジハロアニソール、p,p’−ジハロジフェニルエーテル、4,4’−ジハロベンゾフェノン、4,4’−ジハロジフェニルスルホン、4,4’−ジハロジフェニルスルホキシド、4,4’−ジハロジフェニルスルフィド、及び、上記各化合物の芳香環に炭素原子数1〜18のアルキル基を核置換基として有する化合物が挙げられる。また、上記各化合物中に含まれるハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子であることが望ましい。 Specific examples of the polyhaloaromatic compound used in the present invention include p-dihalobenzene, m-dihalobenzene, o-dihalobenzene, 1,2,3-trihalobenzene, 1,2,4-trihalobenzene, 1,3. 5-trihalobenzene, 1,2,3,5-tetrahalobenzene, 1,2,4,5-tetrahalobenzene, 1,4,6-trihalonaphthalene, 2,5-dihalotoluene, 1,4-dihalo Naphthalene, 1-methoxy-2,5-dihalobenzene, 4,4'-dihalobiphenyl, 3,5-dihalobenzoic acid, 2,4-dihalobenzoic acid, 2,5-dihalonitrobenzene, 2,4-di Halonitrobenzene, 2,4-dihaloanisole, p, p'-dihalodiphenyl ether, 4,4'-dihalobenzophenone, 4,4'-dihalodiphenyl sulfone, 4,4'-dihalodiphenyl sulfoxide, 4 , 4'-Dihalodiphenylsulfide, and compounds having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms as a nuclear substituent in the aromatic ring of each of the above compounds. Further, it is desirable that the halogen atom contained in each of the above compounds is a chlorine atom or a bromine atom.

脂肪族系環状化合物の使用割合は、使用する化合物の種類及び系内の水分割合によっても異なり、特に制限されるものではないが、均一な重合反応が可能な反応系の粘度を保持すること、また、ある程度の生産性を維持するため、その仕込み量が、後述する工程(2)で仕込むアルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モル当り1.0〜6.0モルとなる範囲であることが好ましく、さらに、生産性を更に高める観点から、1.2〜5.0モルの範囲がより好ましく、更に1.5〜4.5モルなる範囲が最も好ましい。 The proportion of the aliphatic cyclic compound used varies depending on the type of the compound used and the proportion of water in the system, and is not particularly limited, but maintains the viscosity of the reaction system capable of a uniform polymerization reaction. Further, in order to maintain a certain degree of productivity, the amount to be charged should be in the range of 1.0 to 6.0 mol per 1 mol of sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide charged in the step (2) described later. Preferably, from the viewpoint of further increasing productivity, the range of 1.2 to 5.0 mol is more preferable, and the range of 1.5 to 4.5 mol is most preferable.

前記ポリハロ芳香族化合物の中でも、本発明では線状高分子量PAS樹脂を効率的に製造できる点から、2官能性のジハロ芳香族化合物が好ましく、とりわけ最終的に得られるPAS樹脂の機械的強度や成形性が良好となる点からp−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン及び4,4’−ジクロロジフェニルスルホンが好ましく、特にp−ジクロロベンゼンが好ましい。また、線状PAS樹脂のポリマー構造の一部に分岐構造を持たせたい場合には、上記ジハロ芳香族化合物と共に、1,2,3−トリハロベンゼン、1,2,4−トリハロベンゼン、又は1,3,5−トリハロベンゼンを一部併用することが好ましい。 Among the polyhaloaromatic compounds, the bifunctional dihaloaromatic compound is preferable in the present invention because a linear high molecular weight PAS resin can be efficiently produced, and in particular, the mechanical strength of the finally obtained PAS resin and the like. From the viewpoint of improving moldability, p-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, 4,4'-dichlorobenzophenone and 4,4'-dichlorodiphenylsulfone are preferable, and p-dichlorobenzene is particularly preferable. If it is desired to have a branched structure in a part of the polymer structure of the linear PAS resin, 1,2,3-trihalobenzene, 1,2,4-trihalobenzene, or 1 together with the above dihaloaromatic compound. , 3,5-Trihalobenzene is preferably used in combination.

その他、ポリハロ芳香族化合物の適当な選択組合せによって2種以上の異なる反応単位を含む共重合体を得ることもでき、例えば、p−ジクロルベンゼンと、4,4’−ジクロルベンゾフェノン又は4,4’−ジクロルジフェニルスルホンとを組み合わせて使用することで耐熱性に優れたポリアリーレンスルフィドを得ることもでき、好ましい。 In addition, a copolymer containing two or more different reaction units can be obtained by an appropriate selective combination of polyhaloaromatic compounds, for example, p-dichlorobenzene and 4,4'-dichlorobenzophenone or 4, It is preferable to use it in combination with 4'-dichlorodiphenyl sulfone because a polyarylene sulfide having excellent heat resistance can be obtained.

ポリハロ芳香族化合物の仕込み量は、特に限定されないが、仕込み量がそのまま重合反応に供されるため、生産性ないし経済性から、後述する工程(2)で仕込むアルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対して0.7〜1.2モルの範囲が好ましく、さらに0.8〜1.1モルの範囲がより好ましく、等モルの割合で用いることが特に好ましい。 The amount of the polyhalo aromatic compound charged is not particularly limited, but since the amount charged is directly used for the polymerization reaction, the sulfur atom 1 of the alkali metal hydrosulfide charged in the step (2) described later is considered from the viewpoint of productivity or economy. The range of 0.7 to 1.2 mol is preferable, the range of 0.8 to 1.1 mol is more preferable, and the ratio of equimolar is particularly preferable.

工程(1)における反応容器内の条件としては、開放系又は密閉系の何れでもよいが、不活性ガス存在下に、密閉系で反応させことが生産性を向上させる観点から好ましい。温度条件としては、特に制限されないが、120〜280℃、好ましくは180〜250℃の範囲であることが好ましい。 The condition inside the reaction vessel in the step (1) may be either an open system or a closed system, but it is preferable to react in the closed system in the presence of an inert gas from the viewpoint of improving productivity. The temperature condition is not particularly limited, but is preferably in the range of 120 to 280 ° C, preferably 180 to 250 ° C.

本発明は、次に、工程(1)を経て得られた、脂肪族系環状化合物とポリハロ芳香族化合物とを含む反応容器中に、アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属水硫化物とをそれぞれ独立に供給しながら、重合反応させる工程(2)を有する。 Next, in the present invention, the alkali metal hydroxide and the alkali metal hydrosulfide are independently contained in the reaction vessel containing the aliphatic cyclic compound and the polyhaloaromatic compound obtained through the step (1). It has a step (2) of carrying out a polymerization reaction while supplying to.

アルカリ金属水酸化物とアルカリ金属水硫化物は、それぞれ独立して貯留漕(タンク)に貯留され配管を通じて反応容器に供給される。その際、ポンプの圧力を適宜調節してアルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属水硫化物の供給速度をコントロールすることが好ましい。反応装置におけるアルカリ金属水酸化物ないしアルカリ金属水硫化物と接する部分(以下、接液部)、例えば、貯留漕(タンク)、配管およびポンプにおけるアルカリ金属水酸化物ないしアルカリ金属水硫化物との接液部は、ステンレス鋼にチタンやジルコニウム等の耐腐食性に優れた素材に、さらに耐腐食加工を施した材料を用いることもできるが、本発明ではステンレス鋼をそのまま用いることもでき、生産性の観点から好ましい。 Alkali metal hydroxides and alkali metal hydrosulfides are independently stored in storage tanks and supplied to reaction vessels through pipes. At that time, it is preferable to control the supply rate of the alkali metal hydroxide or the alkali metal hydrosulfide by appropriately adjusting the pressure of the pump. With the part of the reactor in contact with the alkali metal hydroxide or alkali metal hydrosulfide (hereinafter referred to as the wetted part), for example, with the alkali metal hydroxide or alkali metal hydrosulfide in the storage tank (tank), piping and pump. For the wetted part, a material having excellent corrosion resistance such as titanium or zirconium on stainless steel and further subjected to corrosion resistance processing can be used, but in the present invention, stainless steel can be used as it is, and it is produced. It is preferable from the viewpoint of sex.

本発明は、スルフィド化剤として、アルカリ硫化物より腐食性の低いアルカリ金属水酸化物ないしアルカリ金属水硫化物を用いるため、ステンレス鋼をそのまま用いて金属原子の溶出を抑えることができる。このため、スルフィド化剤供給装置への特殊な加工処理が不要となるため製造設備の簡素化の観点からも好ましい。 Since the present invention uses an alkali metal hydroxide or an alkali metal hydrosulfide which is less corrosive than an alkali sulfide as a sulfidizing agent, it is possible to suppress elution of metal atoms by using stainless steel as it is. Therefore, a special processing process for the sulfidizing agent supply device is not required, which is preferable from the viewpoint of simplifying the manufacturing equipment.

本発明で用いるアルカリ金属水硫化物の具体例としては、アルカリ金属水硫化物の水和物等が挙げられ、該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、水硫化ルビジウムまたは水硫化セシウム等が挙げられる。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。これらアルカリ金属水硫化物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。これらアルカリ金属水硫化物は無水物または水和物等として使用することができ、入手の容易さから、化合物内に結晶水を有する、液状又は固体状の水和物として用いることが特に好ましい。これらアルカリ金属水硫化物は、反応系内に仕込む際の取扱い性に優れることから水溶液として用いることもできる。また、アルカリ金属水硫化物は、硫化水素とアルカリ金属水坂物とを反応させることによっても得られるが、反応系外で事前に調製されたものを用いてもかまわない。 Specific examples of the alkali metal hydrosulfide used in the present invention include hydrates of alkali metal hydrosulfide, and examples of the alkali metal hydrosulfide include lithium hydrosulfide, sodium hydrosulfide, and potassium hydrosulfide. , Rubidium hydrosulfide, cesium hydrosulfide and the like. Each of these may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. Among these alkali metal hydrosulfides, sodium hydrosulfide and potassium hydrosulfide are preferable, and sodium hydrosulfide is particularly preferable. These alkali metal hydrosulfides can be used as anhydrides, hydrates, etc., and are particularly preferably used as liquid or solid hydrates having water of crystallization in the compound because of their availability. These alkali metal hydrosulfides can also be used as an aqueous solution because they are excellent in handleability when charged in the reaction system. The alkali metal hydrosulfide can also be obtained by reacting hydrogen sulfide with an alkali metal hydrosulfide, but those prepared in advance outside the reaction system may be used.

本発明で用いるアルカリ金属水酸化物の具体例としては、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、水酸化セシウムが挙げられる。これらの中でも特に水酸化リチウムと水酸化ナトリウム及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。アルカリ金属水酸化物は、水溶液として用いることが好ましく、その濃度は10〜50質量%となる範囲が好ましい。アルカリ金属水酸化物の仕込み量は、アルカリ金属水硫化物1モル当たり、0.5〜1.2モルの範囲が好ましく、特に0.6〜1.1モルの範囲がより好ましい。 Specific examples of the alkali metal hydroxide used in the present invention include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. Among these, lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferable, and sodium hydroxide is particularly preferable. The alkali metal hydroxide is preferably used as an aqueous solution, and its concentration is preferably in the range of 10 to 50% by mass. The amount of the alkali metal hydroxide charged is preferably in the range of 0.5 to 1.2 mol, more preferably in the range of 0.6 to 1.1 mol, per 1 mol of the alkali metal hydrosulfide.

工程(2)では、リチウム塩化合物を反応系内に加え、リチウムイオンの存在下で反応を行ってもよい。ここで使用できるリチウム塩化合物の具体例としては、例えば、フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、硫酸リチウム、硫酸水素リチウム、リン酸リチウム、リン酸水素リチウム、リン酸二水素リチウム、亜硝酸リチウム、亜硫酸リチウム、塩素酸リチウム、クロム酸リチウム、モリブデン酸リチウム、ギ酸リチウム、酢酸リチウム、シュウ酸リチウム、マロン酸リチウム、プロピオン酸リチウム、酪酸リチウム、イソ酪酸リチウム、マレイン酸リチウム、フマル酸リチウム、ブタン二酸リチウム、吉草酸リチウム、ヘキサン酸リチウム、オクタン酸リチウム、酒石酸リチウム、ステアリン酸リチウム、オレイン酸リチウム、安息香酸リチウム、フタル酸リチウム、ベンゼンスルホン酸リチウム、p−トルエンスルホン酸リチウム、硫化リチウム、水硫化リチウム、水酸化リチウム等の無機リチウム塩化合物;リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムポロポキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムブトキシド、リチウムフェノキシド等の有機リチウム塩化合物が挙げられる。これらの中でも塩化リチウムと酢酸リチウムが好ましく、特に塩化リチウムが好ましい。また、上記リチウム塩化合物は無水物又は含水物又は水溶液として用いることができる。リチウム塩化合物を反応系内に加え、リチウムイオンの存在下で反応を行う場合、その仕込み量は、アルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対し、好ましくは0.01モル以上0.9モル未満の範囲となる割合で用いることがポリアリーレンスルフィド樹脂をより高分子量化できるため好ましい。 In step (2), a lithium salt compound may be added to the reaction system and the reaction may be carried out in the presence of lithium ions. Specific examples of the lithium salt compound that can be used here include lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, lithium sulfate, lithium hydrogen sulfate, lithium phosphate, and phosphoric acid. Lithium hydrogen hydrogen, lithium dihydrogen phosphate, lithium nitrite, lithium sulfite, lithium chlorate, lithium chromate, lithium molybdate, lithium formate, lithium acetate, lithium oxalate, lithium malonate, lithium propionate, lithium butyrate, iso Lithium butyrate, lithium maleate, lithium fumarate, lithium butane diate, lithium valerate, lithium hexanate, lithium octanate, lithium tartrate, lithium stearate, lithium oleate, lithium benzoate, lithium phthalate, benzenesulfonic acid Inorganic lithium salt compounds such as lithium, lithium p-toluenesulfonate, lithium sulfide, lithium hydroxide, lithium hydroxide; lithium methoxyd, lithium ethoxide, lithium poropoxide, lithium isopropoxide, lithium butoxide, lithium phenoxide, etc. Organic lithium salt compounds of. Among these, lithium chloride and lithium acetate are preferable, and lithium chloride is particularly preferable. Moreover, the said lithium salt compound can be used as an anhydride or a hydrous or an aqueous solution. When a lithium salt compound is added to the reaction system and the reaction is carried out in the presence of lithium ions, the amount charged is preferably 0.01 mol or more and 0.9 mol with respect to 1 mol of sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide. It is preferable to use the polyarylene sulfide resin in a ratio of less than the range because the polyarylene sulfide resin can have a higher molecular weight.

工程(2)の反応条件は特に制限されるものではないが、重合反応が容易に進行し得る温度、すなわち200〜300℃、好ましくは210〜280℃、更に好ましくは215〜260℃の範囲にて、脱水を行いながら反応させることが好ましい。 The reaction conditions of the step (2) are not particularly limited, but are within a temperature at which the polymerization reaction can easily proceed, that is, in the range of 200 to 300 ° C., preferably 210 to 280 ° C., more preferably 215 to 260 ° C. It is preferable to react while dehydrating.

本発明では、重合に使用するアルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対して、反応系内の水分量が1モル未満となるように、アルカリ金属水硫化物の導入速度を、反応系内中の水分量が反応混合物から除去されるように調整し制御することが好ましい。 In the present invention, the introduction rate of the alkali metal hydrosulfide is set in the reaction system so that the amount of water in the reaction system is less than 1 mol with respect to 1 mol of sulfur atoms of the alkali metal hydrosulfide used for polymerization. It is preferable to adjust and control the amount of water in the reaction mixture so as to be removed from the reaction mixture.

本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法の重合反応に存在させる水分は、加水分解反応などの併発を回避させるために、なるべく少ない方が良い傾向にあるものの、他方、重合反応が全く無水の状態である場合は、反応速度が著しく遅くなるといった問題がある。従って、本発明の重合反応において反応系内に存在すべき水分量は、重合に使用したアルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対して、重合反応終了時1モル未満であることが好ましい。また、反応が円滑に進行する点からは、重合に使用した該アルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対して、0.02モル以上存在させることが好ましい。これらの中でも重合に使用した該アルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モルに対して0.03〜0.60モルの範囲が好ましく、0.05〜0.50の範囲が特に好ましい。上記の範囲を満たす場合には、反応速度の制御性と高分子量化との両立がより容易に行える。 The amount of water present in the polymerization reaction of the method for producing a polyarylene sulfide resin of the present invention tends to be as small as possible in order to avoid the occurrence of hydrolysis reaction, but on the other hand, the polymerization reaction is completely anhydrous. In the case of, there is a problem that the reaction speed becomes remarkably slow. Therefore, the amount of water that should be present in the reaction system in the polymerization reaction of the present invention is preferably less than 1 mol at the end of the polymerization reaction with respect to 1 mol of sulfur atoms of the alkali metal hydrosulfide used for the polymerization. Further, from the viewpoint that the reaction proceeds smoothly, it is preferable that 0.02 mol or more is present with respect to 1 mol of the sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide used for the polymerization. Among these, the range of 0.03 to 0.60 mol is preferable, and the range of 0.05 to 0.50 is particularly preferable with respect to 1 mol of the sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide used for the polymerization. When the above range is satisfied, both controllability of the reaction rate and high molecular weight can be more easily achieved.

なお、本発明の製造方法では、上記水分量を重合終了時に満たしていることが好ましいが、ポリハロ芳香族化合物の転化率が80モル%を越えた時点以降、より好ましくは60モル%を越えた時点以降、さらに好ましくは重合開始直後から上記範囲を満たしていることが好ましい。 In the production method of the present invention, it is preferable that the above-mentioned water content is satisfied at the end of polymerization, but it more preferably exceeds 60 mol% after the conversion rate of the polyhalo aromatic compound exceeds 80 mol%. It is preferable that the above range is satisfied from the time point onward, more preferably immediately after the start of polymerization.

ここで、ポリハロ芳香族化合物の転化率とは、次の式で表されるものである。
転化率(%)=(仕込み量−残存量)/仕込み量×100
ただし、「仕込み量」は反応系内に仕込んだポリハロ芳香族化合物の質量を表し、また「残存量」は反応系内に残存するポリハロ芳香族化合物の質量を表すものとする。
Here, the conversion rate of the polyhalo aromatic compound is expressed by the following formula.
Conversion rate (%) = (charged amount-residual amount) / charged amount x 100
However, the "charged amount" represents the mass of the polyhaloaromatic compound charged in the reaction system, and the "residual amount" represents the mass of the polyhaloaromatic compound remaining in the reaction system.

また、工程(2)において、系内の前記水分量を維持するための脱水方法としては、特に制限されるものでなく、スルフィド化剤の導入速度の他、反応系の温度、圧力のコントロールによって行うこともできるが、具体的には、水、溶媒、ポリハロ芳香族化合物の各蒸気圧曲線によりコントロールすべき温度、圧力を類推し、その圧力、温度条件に設定することによって所望の系内水分量に調節すればよい。 Further, in the step (2), the dehydration method for maintaining the water content in the system is not particularly limited, and the temperature and pressure of the reaction system are controlled in addition to the introduction rate of the sulfide agent. Although this can be done, specifically, the temperature and pressure to be controlled are estimated from the vapor pressure curves of water, the solvent, and the polyhalo aromatic compound, and the desired in-system moisture is set by setting the pressure and temperature conditions. You can adjust the amount.

重合反応により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂を含む反応混合物は後処理工程を施すことができる。後処理工程としては、公知の方法であればよく、特に制限されるものではないが、例えば、重合反応終了後、先ず反応混合物をそのまま、あるいは酸または塩基を加えた後、減圧下または常圧下で溶媒を留去し、次いで溶媒留去後の固形物を水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類などの溶媒で1回または2回以上洗浄し、更に中和、水洗、濾過および乾燥する方法、或いは、重合反応終了後、反応混合物に水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素などの溶媒(使用した重合溶媒に可溶であり、且つ少なくともポリアリーレンスルフィド樹脂に対しては貧溶媒である溶媒)を沈降剤として添加して、ポリアリーレンスルフィド樹脂や無機塩等の固体状生成物を沈降させ、これらを濾別、洗浄、乾燥する方法、或いは、重合反応終了後、反応混合物に反応溶媒(又は低分子ポリマーに対して同等の溶解度を有する有機溶媒)を加えて撹拌した後、濾過して低分子量重合体を除いた後、水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類などの溶媒で1回または2回以上洗浄し、その後中和、水洗、濾過および乾燥をする方法等が挙げられる。
なお、上記に例示したような後処理方法において、ポリアリーレンスルフィド樹脂の乾燥は真空中で行なってもよいし、空気中あるいは窒素のような不活性ガス雰囲気中で行なってもよい。
The reaction mixture containing the polyarylene sulfide resin obtained by the polymerization reaction can be subjected to a post-treatment step. The post-treatment step may be any known method and is not particularly limited. For example, after the polymerization reaction is completed, the reaction mixture is first used as it is, or after adding an acid or a base, the pressure is reduced or the pressure is normal. Then, the solid after distilling off the solvent is washed once or twice or more with a solvent such as water, acetone, methyl ethyl ketone, alcohols, and further neutralized, washed with water, filtered and dried, or After completion of the polymerization reaction, the reaction mixture is mixed with a solvent such as water, acetone, methyl ethyl ketone, alcohols, ethers, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons (soluble in the polymerization solvent used and A method in which a solvent that is a poor solvent for at least a polyarylene sulfide resin) is added as a precipitant to precipitate solid products such as a polyarylene sulfide resin and an inorganic salt, and these are filtered off, washed, and dried. Alternatively, after completion of the polymerization reaction, a reaction solvent (or an organic solvent having the same solubility as that of the low molecular weight polymer) is added to the reaction mixture, and the mixture is stirred and then filtered to remove the low molecular weight polymer. Examples thereof include a method of washing once or twice or more with a solvent such as acetone, methyl ethyl ketone and alcohols, and then neutralizing, washing with water, filtering and drying.
In the post-treatment method as exemplified above, the polyarylene sulfide resin may be dried in vacuum, in air, or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.

この様にして得られたポリアリーレンスルフィド樹脂は、そのまま各種成形材料等に利用可能であるが、空気あるいは酸素富化空気中あるいは減圧条件下で熱処理を行い、酸化架橋させてもよい。この熱処理の温度は、目標とする架橋処理時間や処理する雰囲気によっても異なるものの、180℃〜270℃の範囲であることが好ましい。また、前記熱処理は押出機等を用いてポリアリーレンスルフィド樹脂の融点以上で、ポリアリーレンスルフィド樹脂を溶融した状態で行ってもよいが、ポリアリーレンスルフィド樹脂の熱劣化の可能性が高まるため、融点プラス100℃以下で行うことが好ましい。 The polyarylene sulfide resin thus obtained can be used as it is for various molding materials and the like, but it may be subjected to heat treatment in air or oxygen-enriched air or under reduced pressure conditions to be oxidatively crosslinked. The temperature of this heat treatment is preferably in the range of 180 ° C. to 270 ° C., although it varies depending on the target crosslinking treatment time and the treatment atmosphere. Further, the heat treatment may be performed in a state where the polyarylene sulfide resin is melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the polyarylene sulfide resin using an extruder or the like, but the melting point is increased because the possibility of thermal deterioration of the polyarylene sulfide resin is increased. It is preferably performed at plus 100 ° C. or lower.

以上詳述した本発明の製造方法によって得られたポリアリーレンスルフィド樹脂は、射出成形、押出成形、圧縮成形、ブロー成形の如き各種溶融加工法により、耐熱性、成形加工性、寸法安定性等に優れた成形物に加工することが出来る。 The polyarylene sulfide resin obtained by the production method of the present invention described in detail above has been subjected to various melt processing methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding and blow molding to obtain heat resistance, molding processability, dimensional stability and the like. It can be processed into an excellent molded product.

また、本発明により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂は、更に強度、耐熱性、寸法安定性等の性能を改善するために、各種充填材と組み合わせたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物として使用することが出来る。充填材としては、特に制限されるものではないが、例えば、繊維状充填材、無機充填材等が挙げられる。繊維状充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、シランガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、炭化珪素、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム等の繊維、ウォラストナイト等の天然繊維等が使用出来る。また無機充填材としては、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、クレー、バイロフェライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、マイカ、雲母、タルク、アタルパルジャイト、フェライト、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラスビーズ等が使用出来る。また、成形加工の際に添加剤として離型剤、着色剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、発泡剤、防錆剤、難燃剤、滑剤等の各種添加剤を含有せしめることが出来る。 Further, the polyarylene sulfide resin obtained by the present invention can be used as a polyarylene sulfide resin composition in combination with various fillers in order to further improve performance such as strength, heat resistance and dimensional stability. .. The filler is not particularly limited, and examples thereof include a fibrous filler and an inorganic filler. Examples of the fibrous filler include glass fibers, carbon fibers, silane glass fibers, ceramic fibers, aramid fibers, metal fibers, potassium titanate, silicon carbide, calcium sulfate, calcium silicate and other fibers, and natural fibers such as wollastonite. Can be used. Examples of the inorganic filler include barium sulfate, calcium sulfate, clay, biloferrite, bentonite, sericite, zeolite, mica, mica, talc, attalpargit, ferrite, calcium silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, glass beads and the like. Can be used. Further, various additives such as a mold release agent, a colorant, a heat-resistant stabilizer, an ultraviolet stabilizer, a foaming agent, a rust preventive, a flame retardant, and a lubricant can be contained as additives in the molding process.

更に、本発明により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂は、用途に応じて、適宜、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリアリーレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ二弗化エチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー等の合成樹脂、或いは、ポリオレフィン系ゴム、弗素ゴム、シリコーンゴム等のエラストマーを配合したポリアリーレンスルフィド樹脂組成物として使用してもよい。 Further, the polyarylene sulfide resin obtained by the present invention can be appropriately used as polyester, polyamide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulphon, polyethersulphon, polyetheretherketone, or polyether, depending on the intended use. Synthetic resin such as ketone, polyarylene, polyethylene, polypropylene, polytetrafluorinated ethylene, polydifluorinated ethylene, polystyrene, ABS resin, epoxy resin, silicone resin, phenol resin, urethane resin, liquid crystal polymer, or polyolefin rubber , A polyarylene sulfide resin composition containing an elastomer such as fluororubber and silicone rubber may be used.

本発明の製造方法で得られるポリアリーレンスルフィド樹脂は、ポリアリーレンスルフィド樹脂の本来有する耐熱性、寸法安定性等の諸性能も具備しているので、例えば、コネクタ、プリント基板及び封止成形品等の電気・電子部品、ランプリフレクター及び各種電装品部品などの自動車部品、各種建築物、航空機及び自動車などの内装用材料、あるいはOA機器部品、カメラ部品及び時計部品などの精密部品等の射出成形若しくは圧縮成形、若しくはコンポジット、シート、パイプなどの押出成形、又は引抜成形などの各種成形加工用の材料として、或いは繊維若しくはフィルム用の材料として幅広く有用である。 The polyarylene sulfide resin obtained by the production method of the present invention also has various performances such as heat resistance and dimensional stability inherent in the polyarylene sulfide resin. Therefore, for example, a connector, a printed substrate, a sealed molded product, etc. Electrical / electronic parts, automobile parts such as lamp reflectors and various electrical component parts, interior materials such as various buildings, aircraft and automobiles, or injection molding of precision parts such as OA equipment parts, camera parts and watch parts. It is widely useful as a material for various molding processes such as compression molding, extrusion molding of composites, sheets, pipes, etc., or pultrusion molding, or as a material for fibers or films.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。これら例は例示的なものであって限定的なものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. These examples are exemplary and not limiting.

(PPS樹脂の溶融粘度の測定)
製造したPPS樹脂を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なる条件にて、6分間保持した後に測定した値を溶融粘度(V6)とし、同条件にて、15分間保持した後に測定した値を溶融粘度(V15)とした。
(Measurement of melt viscosity of PPS resin)
The value measured after holding the manufactured PPS resin for 6 minutes using a Shimadzu flow tester, CFT-500C, under the conditions of 300 ° C., load: 1.96 × 10 6 Pa, L / D = 10/1. Was defined as the melt viscosity (V6), and the value measured after holding for 15 minutes under the same conditions was defined as the melt viscosity (V15).

(PPS樹脂のカルボキシ基の定量)
PPS樹脂のカルボキシ基の定量を350℃でプレスしたのち、急冷することによって非晶性を示すフィルムを作成し、フーリエ変換赤外分光装置(以下「FT−IR装置」と略記する。)で測定した。赤外吸収スペクトルのうち630.6cm−1の吸収に対する1705cm−1の吸収の相対強度を求め、別途後述する方法により作成した検量線を用いて測定サンプル中のカルボキシ基の含有量(以下「カルボキシ基の全含有量」と略記する。)を求めた。カルボキシ基の含有量は樹脂組成物1g中のモル数で示され、その単位はμmol/gで表される。検量線の作成方法は酸処理を行わずにカルボン酸塩を分子末端に含有するPPS樹脂3gに所定量の4−クロロフェニル酢酸を加え良く混合したのち、前記と同じようにしてフィルムを作成し、FT−IR装置で測定を行い、カルボキシ基含有量に対する、前記吸収の相対強度比をプロットした検量線を作成した。PPS樹脂中のカルボキシ基の含有量が多いほど、エポキシシランカップリング剤や官能基含有熱可塑性エラストマーなどの耐衝撃性改質剤との反応性が向上することから、耐衝撃性に優れる組成物が得られることを示す。
(Quantification of carboxy group of PPS resin)
After pressing the quantification of the carboxy group of the PPS resin at 350 ° C., a film showing amorphousness is prepared by quenching, and the measurement is performed with a Fourier transform infrared spectroscope (hereinafter abbreviated as "FT-IR device"). did. It determined the relative intensity of the absorption of 1705 cm -1 for absorption of 630.6Cm -1 of infrared absorption spectrum, additional content of carboxyl group in the measurement sample using a calibration curve prepared by the method described later (hereinafter "carboxy Abbreviated as "total content of groups"). The content of the carboxy group is represented by the number of moles in 1 g of the resin composition, and the unit thereof is represented by μmol / g. The method for preparing the calibration curve is to add a predetermined amount of 4-chlorophenylacetic acid to 3 g of PPS resin containing a carboxylate at the end of the molecule without performing acid treatment, mix well, and then prepare a film in the same manner as described above. Measurement was performed with an FT-IR device, and a calibration curve was prepared by plotting the relative intensity ratio of the absorption to the carboxy group content. The higher the content of the carboxy group in the PPS resin, the better the reactivity with the impact resistance modifier such as the epoxy silane coupling agent and the functional group-containing thermoplastic elastomer. Therefore, the composition has excellent impact resistance. Is obtained.

(CP−MABAの定量方法)
PPS樹脂を含んだ重合混合物のスラリー50gに70℃のイオン交換水100gと1wt%の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10.0以上に調整して10分間撹拌した後に、ろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水100gを加えケーキ洗浄を行った。この操作を3回繰り返し、ろ液を全量集めてHPLCを用いて抽出されたCP−MABA量を測定した。標準サンプルと同じ保持時間のピーク面積と検量線とから抽出液中の濃度を求め、PPS樹脂1g当たりのCP−MABA含有量を算出した。
(Method for quantifying CP-MABA)
Add 100 g of ion-exchanged water at 70 ° C. and 1 wt% aqueous sodium hydroxide solution to 50 g of the slurry of the polymerization mixture containing PPS resin, adjust the pH to 10.0 or higher, stir for 10 minutes, filter, and then filter. The cake was washed by adding 100 g of ion-exchanged water at 70 ° C. to the cake. This operation was repeated 3 times, and the total amount of the filtrate was collected and the amount of CP-MABA extracted by HPLC was measured. The concentration in the extract was determined from the peak area with the same retention time as the standard sample and the calibration curve, and the CP-MABA content per 1 g of PPS resin was calculated.

(反応性評価方法)
PPS樹脂を小型粉砕機で粉砕した後、日本工業規格Z8801の目開き0.5mmの試験用篩いを用いて篩った。篩いを通過したPPS樹脂100質量部に対し、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.5質量部を配合し、均一に混合した後に溶融粘度V15を測定した。添加後の溶融粘度V15/添加前の溶融粘度V6の比から粘度上昇度を倍率として算出した。粘度上昇度が大きいほど反応性が高く、優れていることを示す。
(Reactivity evaluation method)
After crushing the PPS resin with a small crusher, it was sieved using a test sieve having a mesh size of 0.5 mm according to Japanese Industrial Standard Z8801. 0.5 part by mass of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to 100 parts by mass of the PPS resin that had passed through the sieve, and the mixture was uniformly mixed, and then the melt viscosity V15 was measured. The degree of increase in viscosity was calculated as a magnification from the ratio of the melt viscosity V15 after the addition / the melt viscosity V6 before the addition. The larger the degree of increase in viscosity, the higher the reactivity and the better.

[実施例1]
(工程1)
温度計(図示せず)、圧力計(図示せず)を設けた撹拌翼付チタンライニング2リットルオートクレーブに、ステンレス鋼(SUS)製の水硫化ナトリウムおよび水酸化ナトリウム水溶液の貯留漕、配管、ポンプをそれぞれ連結し、さらに別途、コンデンサ、デカンタを連結した反応装置を用いて、重合反応を行った。まず始めに、前記オートクレーブにNMP974g、DCB432.18gを仕込み、密閉し、攪拌しながら窒素雰囲気下で内温220℃まで2時間かけて昇温した。220℃到達後、コンデンサを連結したバルブ(図示せず)を開放し、釜内圧力を0.20MPaに調整した。
[Example 1]
(Step 1)
A stainless steel (SUS) sodium hydrosulfide and sodium hydroxide aqueous solution storage tank, piping, and pump in a 2-liter autoclave with a titanium lining with stirring blades equipped with a thermometer (not shown) and a pressure gauge (not shown). , And separately, a polymerization reaction was carried out using a reactor in which a condenser and a decanter were connected. First, 974 g of NMP and 432.18 g of DCB were charged into the autoclave, sealed, and heated to an internal temperature of 220 ° C. over 2 hours under a nitrogen atmosphere while stirring. After reaching 220 ° C., the valve (not shown) to which the capacitor was connected was opened, and the pressure inside the hook was adjusted to 0.20 MPa.

次に、内温を220℃に、釜内圧力を0.20MPaに保持しながら、48.23質量%NaSH水溶液390.55g(NaSH3.36モル)と48.80質量%NaOH水溶液214.38g(NaOH2.62モル)とをそれぞれ独立に貯留漕に仕込み、各々配管を通じポンプで圧力を調整しながらそれぞれ4時間かけて滴下した。滴下中は同時に脱水操作を行い、留出したp−DCBと水の混合蒸気はコンデンサで凝縮し、デカンタで分離して、p−DCBはオートクレーブへ戻した。滴下終了後、バルブを閉止し、オートクレーブを密閉し、1時間保持した。1時間保持下の後、再度コンデンサを連結したバルブを開放し、釜内圧力が0.07MPaになるまで10分間で残水を除去した。留出水量は363g、系外に飛散した硫化水素量(飛散S)は16gであった。次いで、内温230℃まで20分掛けて昇温し、230℃で3時間保持した。最終釜内圧力は0.09MPaであった。反応終了後、室温まで冷却して重合スラリーを得た。反応終了時の反応系内の水分量はオートクレーブ中に存在する硫黄原子1モル当たり0.46モルであった。 Next, while maintaining the internal temperature at 220 ° C. and the internal pressure at 0.20 MPa, 390.55 g (NaSH 3.36 mol) of 48.23 mass% NaOH aqueous solution and 214.38 g of 48.80 mass% NaOH aqueous solution (214.38 g). (2.62 mol) of NaOH was independently charged into the storage tank, and each of them was dropped over 4 hours while adjusting the pressure with a pump through each pipe. During the dropping, a dehydration operation was performed at the same time, and the distilled vapor of mixed p-DCB and water was condensed by a condenser, separated by a decanter, and the p-DCB was returned to the autoclave. After completion of the dropping, the valve was closed, the autoclave was sealed, and the mixture was held for 1 hour. After holding for 1 hour, the valve to which the condenser was connected was opened again, and the residual water was removed in 10 minutes until the pressure inside the kettle reached 0.07 MPa. The amount of distilled water was 363 g, and the amount of hydrogen sulfide scattered outside the system (scattered S) was 16 g. Then, the temperature was raised to an internal temperature of 230 ° C. over 20 minutes, and the temperature was maintained at 230 ° C. for 3 hours. The pressure in the final pot was 0.09 MPa. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature to obtain a polymerized slurry. The amount of water in the reaction system at the end of the reaction was 0.46 mol per mol of sulfur atoms present in the autoclave.

得られた重合スラリー100gに70℃のイオン交換水400gを加えて10分間撹拌した後に、ろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水600gを加えケーキ洗浄を行った。得られた含水ケーキに70℃のイオン交換水400gを加えて10分間撹拌した後に、ろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水600gを加えケーキ洗浄を行った。この操作を2回繰り返した。得られた含水ケーキに70℃のイオン交換水400gと酢酸を加えてpHを4.0に調整して10分間撹拌した後に、ろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水600gを加えケーキ洗浄を行った。得られた含水ケーキに70℃のイオン交換水400gを加えて10分間撹拌した後に、ろ過し、ろ過後のケーキに70℃のイオン交換水600gを加えケーキ洗浄を行った。得られた含水ケーキを熱風乾燥機を用いて120℃で4時間乾燥して白色粉末状のポリマーを得た。得られたポリマーの溶融粘度は132Pa・s、カルボキシ基含有量は38μmol/g、CP−MABA生成量は38μmol/g、および反応性は6倍であった。 400 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added to 100 g of the obtained polymer slurry and stirred for 10 minutes, filtered, and 600 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added to the filtered cake to wash the cake. After adding 400 g of ion-exchanged water at 70 ° C. to the obtained hydrous cake and stirring for 10 minutes, the cake was filtered, and 600 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added to the filtered cake to wash the cake. This operation was repeated twice. To the obtained hydrous cake, 400 g of ion-exchanged water at 70 ° C. and acetic acid were added to adjust the pH to 4.0, and the cake was stirred for 10 minutes, filtered, and 600 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added to the filtered cake. The cake was washed. After adding 400 g of ion-exchanged water at 70 ° C. to the obtained hydrous cake and stirring for 10 minutes, the cake was filtered, and 600 g of ion-exchanged water at 70 ° C. was added to the filtered cake to wash the cake. The obtained hydrous cake was dried at 120 ° C. for 4 hours using a hot air dryer to obtain a white powdery polymer. The melt viscosity of the obtained polymer was 132 Pa · s, the carboxy group content was 38 μmol / g, the CP-MABA production amount was 38 μmol / g, and the reactivity was 6 times.

(比較例1)
滴下する溶液を38.41質量%NaS水溶液609.50g(NaS3.00モル)に変更した以外は実施例1と同じ操作を行った。留出水量は356g、系外に飛散した硫化水素量(飛散S)は15gであった。最終釜内圧力は0.10MPaであった。反応終了時の反応系内の水分量はオートクレーブ中に存在する硫黄原子1モル当たり0.49モルであった。得られたポリマーの溶融粘度は21Pa・s、カルボキシ基含有量は10μmol/g、CP−MABA生成量は16μmol/g、および反応性は1.0倍であった。
(Comparative Example 1)
Except for changing the solution added dropwise to 38.41 wt% Na 2 S aqueous solution 609.50g (Na 2 S3.00 mol) was subjected to the same procedure as in Example 1. The amount of distilled water was 356 g, and the amount of hydrogen sulfide scattered outside the system (scattered S) was 15 g. The pressure in the final pot was 0.10 MPa. The amount of water in the reaction system at the end of the reaction was 0.49 mol per mol of sulfur atoms present in the autoclave. The melt viscosity of the obtained polymer was 21 Pa · s, the carboxy group content was 10 μmol / g, the CP-MABA production amount was 16 μmol / g, and the reactivity was 1.0 times.

(比較例2)
実施例1と同じ反応装置を用い、オートクレーブにNMP487g、49.21質量%NaOH 水溶液18.29g(0.225モル)を仕込み、撹拌しながら窒素雰囲気下で内温100℃まで20分掛けて昇温し、系を閉じ、更に内温220℃ まで40分かけて昇温し、220℃で2時間保持した。最終ゲージ圧力は0.27MPaであった。
(Comparative Example 2)
Using the same reactor as in Example 1, 487 g of NMP and 18.29 g (0.225 mol) of 49.21 mass% NaOH aqueous solution were charged in an autoclave, and the temperature was raised to 100 ° C. over 20 minutes under a nitrogen atmosphere while stirring. After warming, the system was closed, the temperature was further raised to 220 ° C. over 40 minutes, and the temperature was maintained at 220 ° C. for 2 hours. The final gauge pressure was 0.27 MPa.

次に、コンデンサを連結したバルブを開放し、ゲージ圧力を0.20MPaに調整した。次いで、内温を220℃に、ゲージ圧力を0.20MPaに保持しながら、47.23質量%NaSH 水溶液178.04g(1.500モル)、49.21質量%NaOH 水溶液98.76g(1.215モル)、及びp−DCB220.5g(1.5モル)を3時間かけて滴下した。滴下中は同時に脱水操作を行い、留出したp−DCBと水の混合蒸気はコンデンサで凝縮し、デカンタで分離して、p−DCBはオートクレーブへ戻した。滴下終了後、バルブを閉止し、オートクレーブを密閉した。留出水量は174g、系外に飛散した硫化水素量は1gであった。次いで、内温230℃まで10分掛けて昇温し、230℃で3時間保持した。最終ゲージ圧力は0.28MPaであった。反応終了後、室温まで冷却し、重合スラリーを得た。反応終了時の反応系内の水分量はオートクレーブ中に存在する硫黄原子1モル当たり0.20モルであった。 Next, the valve to which the capacitor was connected was opened, and the gauge pressure was adjusted to 0.20 MPa. Next, while maintaining the internal temperature at 220 ° C. and the gauge pressure at 0.20 MPa, 178.04 g (1.500 mol) of the 47.23 mass% NaOH aqueous solution and 98.76 g (1.) of the 49.21 mass% NaOH aqueous solution. 215 mol) and 220.5 g (1.5 mol) of p-DCB were added dropwise over 3 hours. During the dropping, a dehydration operation was performed at the same time, and the distilled vapor of mixed p-DCB and water was condensed by a condenser, separated by a decanter, and the p-DCB was returned to the autoclave. After the dripping was completed, the valve was closed and the autoclave was sealed. The amount of distilled water was 174 g, and the amount of hydrogen sulfide scattered outside the system was 1 g. Then, the temperature was raised to an internal temperature of 230 ° C. over 10 minutes, and the temperature was maintained at 230 ° C. for 3 hours. The final gauge pressure was 0.28 MPa. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature to obtain a polymerized slurry. The amount of water in the reaction system at the end of the reaction was 0.20 mol per mol of sulfur atoms present in the autoclave.

得られた重合スラリーを実施例1と同様の操作を行いポリマーを得た。得られたポリマーの溶融粘度は43Pa・s、末端カルボキシ基含有量は8μmol/g、CP−MABA生成量は62μmol/g、および反応性は1.1倍であった。 The obtained polymer slurry was subjected to the same operation as in Example 1 to obtain a polymer. The melt viscosity of the obtained polymer was 43 Pa · s, the terminal carboxy group content was 8 μmol / g, the CP-MABA production amount was 62 μmol / g, and the reactivity was 1.1 times.

1 反応容器
2 撹拌翼
3 アルカリ金属水硫化物(水硫化ナトリウム)を反応容器へ供給するための配管
4 アルカリ金属水硫化物(水硫化ナトリウム)を反応容器へ供給するためのポンプ
5 アルカリ金属水硫化物(水硫化ナトリウム)の貯留漕
6 アルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム)を反応容器へ供給するための配管
7 アルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム)を反応容器へ供給するためのポンプ
8 アルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム)の貯留漕
9 精留塔
10 コンデンサ(凝縮器)
11 凝縮器からの液体成分を静置分離するためのデカンタ
12 デカンタ下層部の液体を精留塔に戻す還流ポンプ
13 精留塔及びコンデンサ内部のガス成分の圧力を調製する圧力制御弁
14 飛散した硫化水素の回収装置
1 Reaction vessel 2 Stirring blade 3 Piping for supplying alkali metal hydrosulfide (sodium hydroxide) to the reaction vessel 4 Pump for supplying alkali metal hydrosulfide (sodium hydroxide) to the reaction vessel 5 Alkali metal water Storage tank for sulfide (sodium hydroxide) 6 Piping for supplying alkali metal hydroxide (sodium hydroxide) to the reaction vessel 7 Pump for supplying alkali metal hydroxide (sodium hydroxide) to the reaction vessel 8 Alkali metal hydroxide (sodium hydroxide) storage tank 9 rectification tower 10 Condenser (condenser)
11 Decanter for statically separating the liquid component from the condenser 12 Reflux pump that returns the liquid in the lower layer of the decanter to the rectification tower 13 Pressure control valve that adjusts the pressure of the gas component inside the rectification tower and the condenser 14 Scattered Hydrogen sulfide recovery device

Claims (4)

脂肪族系環状化合物とポリハロ芳香族化合物とを含む反応容器中に、アルカリ金属水化物の貯留漕に貯留されたアルカリ金属水酸化物を、配管を通じて反応容器に供給し、かつ、アルカリ金属水硫化物の貯留漕に貯留されたアルカリ金属水硫化物を、配管を通じて反応容器に供給しながら、重合反応させるポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法であって、
反応装置における、前記アルカリ金属水酸化物との接液部およびアルカリ金属水硫化物との接液部がそれぞれステンレス鋼であることを特徴とするポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。
In a reaction vessel containing an aliphatic cyclic compound and polyhalo aromatic compounds, alkali metal hydroxide, which is stored in the storage bath of A alkali metal hydrosulfide oxides was fed to the reaction vessel through the piping, and A alkali A method for producing a polyarylene sulfide resin in which an alkali metal hydrosulfide stored in a metal hydrosulfide storage tank is supplied to a reaction vessel through a pipe and subjected to a polymerization reaction.
A method for producing a polyarylene sulfide resin, wherein the wetted portion with the alkali metal hydroxide and the wetted portion with the alkali metal hydrosulfide in the reactor are each made of stainless steel.
脂肪族系環状化合物の仕込み量が、アルカリ金属水硫化物中の硫黄原子1モル当たり1.0〜6.0モルとなる範囲である、請求項1記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。 The method for producing a polyarylene sulfide resin according to claim 1, wherein the amount of the aliphatic cyclic compound charged is in the range of 1.0 to 6.0 mol per mol of sulfur atoms in the alkali metal hydrosulfide. ポリハロ芳香族化合物の仕込み量が、アルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モル当たり0.7モル〜1.2モルとなる範囲である、請求項1または2記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。 The method for producing a polyarylene sulfide resin according to claim 1 or 2, wherein the amount of the polyhalo aromatic compound charged is in the range of 0.7 mol to 1.2 mol per 1 mol of sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide. アルカリ金属水酸化物の仕込み量が、アルカリ金属水硫化物の硫黄原子1モル当たり0.5〜1.2モルとなる範囲である、請求項1〜3のいずれか一項記載のポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法。 The polyarylene sulfide according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of the alkali metal hydroxide charged is in the range of 0.5 to 1.2 mol per 1 mol of sulfur atom of the alkali metal hydrosulfide. Resin manufacturing method.
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