KR20200071346A - Process for polymerization of polyether ketone ketone and polyether ketone ketone thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for polymerization of polyether ketone ketone (PEKK) having improved resin flowability through post-addition of a capping agent during the polymerization process, and PEKK polymerized thereby. More specifically, the method includes the steps of: (a) introducing at least one selected from diphenyl oxide (DPO) and 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene (EKKE) to terephthaloyl chloride (TPC), isophthaloyl chloride (IPC) and a liquid reaction medium in a reactor, and dissolving the same at the same time to perform polymerization of the reaction solution; (b) cooling the reaction solution and introducing a catalyst thereto; (c) blowing an inert gas directly into the reaction solution after introducing the catalyst, and carrying out agitation; and (d) adding a first capping agent after introducing the inert gas. Through the post-addition of the capping agent, a chain terminal of PEKK is capped with a benzoyl group strongly resistant to high temperature so that the resultant PEKK may have a controlled molecular weight and improved resin flowability.

Description

폴리에테르케톤케톤의 중합방법 및 이에 의해 중합된 폴리에테르케톤케톤{PROCESS FOR POLYMERIZATION OF POLYETHER KETONE KETONE AND POLYETHER KETONE KETONE THEREOF}Polymerization method of polyether ketone ketone and polyether ketone ketone polymerized thereby {PROCESS FOR POLYMERIZATION OF POLYETHER KETONE KETONE AND POLYETHER KETONE KETONE THEREOF}

본 발명은 폴리에테르케톤케톤(Polyether Ketone Ketone, 이하 PEKK로도 칭함)의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중합과정 중에 캡핑제를 후첨하여 레진 흐름성이 개선된 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK에 관한 것이다.The present invention relates to a polymerization method of polyether ketone ketone (hereinafter also referred to as PEKK) and PEKK polymerized thereby, and more specifically, PEKK having improved resin flowability by post-capping agent during polymerization. It relates to a polymerization method and PEKK polymerized thereby.

폴리에테르케톤은 이미 공지된 산업용 수지의 총칭류로서 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤 및 폴리에테르케톤과 폴리에테르케톤케톤의 일부가 혼합된 공중합체 등이 있다.Polyether ketone is a generic term for a known industrial resin, and includes polyether ketone, polyether ether ketone, polyether ketone ketone, and a copolymer in which a part of polyether ketone and polyether ketone ketone are mixed.

하기 화학구조 1로 표시되는 PEKK는 내열성이 높고, 강도가 우수하기 때문에 엔지니어링 플라스틱으로 많이 이용되고 있다. 엔지니어링 플라스틱은 자동차, 항공기, 전기 전자 기구, 기계 등의 분야에서 사용되고 있으며, 그 적용 영역은 점차 더욱 확대되고 있는 실정이다.PEKK represented by the following chemical structure 1 is highly used as an engineering plastic because of its high heat resistance and excellent strength. Engineering plastics are used in fields such as automobiles, aircraft, electrical and electronic equipment, and machinery, and their application areas are gradually expanding.

[화학구조 1][Chemical structure 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

엔지니어링 플라스틱의 적용 영역이 확대됨에 따라 그 사용환경은 점점 더 가혹해지면서 보다 개선된 물성을 나타내는 폴리에테르케톤 화합물에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 중합반응 시 비용절감을 위해 수득율을 높인 중합공정에 대한 요구가 있다.As the application area of engineering plastics expands, there is a need for a polyether ketone compound that exhibits improved properties as its use environment becomes more severe. In addition, there is a need for a polymerization process with a high yield in order to reduce costs during polymerization.

PEKK의 중합반응에 투입되는 모노머는 Friedel-Crafts Acylation 연쇄반응을 통해 중합된다. 이러한 연쇄반응 효율을 증진시키기 위해서는 반응물의 함량을 높이거나 반응 온도 및 시간 조절, 또는 촉매량을 증가시킬 수도 있으나, 비용문제가 있을 수 있으므로 올리고머 또는 스케일 생성을 억제하는 방안이 고려된다.The monomer inputted to the polymerization reaction of PEKK is polymerized through a Friedel-Crafts Acylation chain reaction. In order to improve the efficiency of the chain reaction, it is possible to increase the content of the reactants, increase the reaction temperature and time, or increase the amount of the catalyst, but it is possible to have a cost problem, so a method of suppressing oligomer or scale generation is considered.

미국등록특허 제4,841,013호는 폴리아릴렌에테르케톤의 제제에 관한 것으로써, 폴리머의 조기 침전되는 현상을 해결하고 폴리머 사슬의 말단 부위의 착화현상에 의한 조기 비활성화를 해결하려는 목적이나, 본원발명의 캡핑제 결합 활성화 목적과 상이하다.U.S. Patent No. 4,841,013 relates to the preparation of polyarylene ether ketone, aims to solve the phenomenon of premature precipitation of the polymer and to solve the early inactivation by ignition of the terminal portion of the polymer chain, but the cap of the present invention It is different from the purpose of activating the excipient binding.

미국등록특허 제4,918,237호는 폴리에테르케톤 중합의 중간체인 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene의 중합공정에 관한 것으로써, 중합공정에서 사용되는 알루미늄 클로라이드의 결점을 해결하려는 목적이나, 근본적인 해결이라고 보기 어렵다.U.S. Patent No. 4,918,237 relates to a polymerization process of 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene, which is an intermediate of polyether ketone polymerization, and aims to solve the defect of aluminum chloride used in the polymerization process, but fundamental solution It is hard to say.

미국등록특허 제4,987,171호는 폴리에테르케톤케톤의 안정화에 관한 것으로써, 폴리에테르케톤케톤의 열적 안정성을 목적으로 유기 하이드로퍼옥사이드 및 활성산소를 포함하여 특정 온도 범위 내에서 중합하는 방법에 관한 것으로써, 본원발명의 목적과 전혀 다른 것이다.U.S. Patent No. 4,987,171 relates to the stabilization of polyether ketone ketones, and for the purpose of thermal stability of polyether ketone ketones, a method of polymerization within a specific temperature range, including organic hydroperoxides and free radicals , It is completely different from the purpose of the present invention.

미국등록특허 제5,734,005호는 폴리아릴케톤의 중합에 관한 것이나, 본원발명의 캡핑제를 후첨하는 단계에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다.U.S. Patent No. 5,734,005 relates to the polymerization of polyarylketones, but there is no disclosure about the step of post-adding the capping agent of the present invention.

따라서, 캡핑제를 후첨하여 분자량을 조절함으로써 레진 흐름성을 개선할 수 있는 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need to develop a polymerization method of PEKK and a polymerization method of PEKK polymerized thereby by improving the resin flowability by adjusting the molecular weight by adding a capping agent.

US 4841013US 4841013 US 4918237US 4918237 US 4987171US 4987171 US 5734005US 5734005

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve all of the above-mentioned problems.

본 발명의 목적은 중합 초기의 캡핑제가 중합 과정 중 촉매와의 반응을 통해 경쟁물질이 되어 제 역할을 하지 못하므로, 본래의 역할을 할 수 있도록 캡핑제를 후첨하는 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK를 제공하는 것이다.The objective of the present invention is that the polymerization method of PEKK which post-adds the capping agent so that the capping agent in the initial stage of polymerization is a competitive material through the reaction with the catalyst during the polymerization process and does not play a role, so that the capping agent can function as the original Is to provide PEKK.

본 발명의 또 다른 목적은 캡핑제를 후첨함으로써 캡핑제의 결합 활성화를 통해 분자량을 조절하여 레진 흐름성을 개선하는 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a polymerization method of PEKK and a polymerized PEKK thereby improving the resin flowability by adjusting the molecular weight through binding activation of the capping agent by post-adding the capping agent.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the object of the present invention as described above and to realize the characteristic effects of the present invention described later, the characteristic configuration of the present invention is as follows.

본 발명에 따른 고분자량의 폴리에테르케톤케톤을 고수득량으로 얻는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법은, (a) 반응기에 다이페닐 옥사이드(Diphenyl oxide, DPO) 및 1,4-비스(4-페녹시벤조일)벤젠(1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene, EKKE) 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride, TPC) 및 아이소프탈로일(isophthaloyl chloride, IPC)와 액상의 반응 매개체에 넣고 동시에 용해시켜 반응 용액을 중합하는 단계; (b) 상기 반응 용액을 냉각하고 촉매를 투입하는 단계; (c) 상기 촉매 투입 후 반응 용액 내부에 비활성 기체를 직접 불어넣고 교반하는 단계; 및 (d) 상기 비활성 기체 투입 후 제1 캡핑제(capping agent)를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.Polymerization method of the polyether ketone ketone to obtain high molecular weight polyether ketone ketone according to the present invention, (a) diphenyl oxide (Diphenyl oxide, DPO) and 1,4-bis (4-phenoxy in the reactor) Reaction of at least one selected from benzoyl)benzene (1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene, EKKE) with terephthaloyl chloride (TPC) and isophthaloyl chloride (IPC) Polymerizing the reaction solution by dissolving at the same time in a medium; (b) cooling the reaction solution and introducing a catalyst; (c) after the catalyst is introduced, directly blowing and stirring an inert gas into the reaction solution; And (d) adding the first capping agent after introducing the inert gas.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 제2 캡핑제와 상기 제1 캡핑제의 중량비는 1:0.1 내지 1:1를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, the weight ratio of the second capping agent and the first capping agent may include 1:0.1 to 1:1.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 제1 캡핑제 및 제2 캡핑제는 벤조일 클로라이드(benzoyl chloride) 및 벤조일 클로라이드 벤젠고리에 지방족 또는 방향족 탄화수소가 결합된 화합물 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the first capping agent and the second capping agent may include at least one or more of a compound in which an aliphatic or aromatic hydrocarbon is bonded to a benzoyl chloride and benzoyl chloride benzene ring. .

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 화합물은 벤젠술포닐 클로라이드, 4-클로로비페닐, 4-페녹시벤조페논, 4-(4-페녹시페녹시)벤조페논 및 비페닐 4-벤젠술포닐페닐 페닐에테르 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the compound is benzenesulfonyl chloride, 4-chlorobiphenyl, 4-phenoxybenzophenone, 4-(4-phenoxyphenoxy)benzophenone and biphenyl 4-benzenesulfonyl It may include at least one or more selected from phenyl phenyl ether.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 (c) 단계는 복수개의 교반날개가 형성된 교반기(stirrer)가 회전하여 투입된 비활성 기체를 분산시킬 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the step (c) may disperse the inert gas introduced by rotating a stirrer having a plurality of stirring blades.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 교반기는 반응기 내에 적어도 2개 이상 구비되어 적어도 2개 이상의 방향으로 회전하여 와류현상을 발생시킬 수 있다.In one preferred example of the present invention, at least two agitators may be provided in the reactor to rotate in at least two directions to generate a vortex phenomenon.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 비활성 기체를 반응 용액 내부에 직접 불어넣는 노즐이 반응기의 상부 또는 하부에 형성되어 비활성 기체가 복수방향으로 주입될 수 있다.In one preferred example of the present invention, a nozzle for blowing the inert gas directly into the reaction solution is formed at the top or bottom of the reactor so that the inert gas may be injected in multiple directions.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 (b)단계에서 냉각 온도는 -10 내지 -5℃를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, the cooling temperature in step (b) may include -10 to -5 °C.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 (c)단계에서 교반하면서 반응기를 80 내지 100℃로 승온하는 단계를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, it may include the step of raising the reactor to 80 to 100 ℃ while stirring in step (c).

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 (d)단계의 온도가 70 내지 110℃로 유지될 수 있다.In one preferred example of the present invention, the temperature of step (d) may be maintained at 70 to 110°C.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 (d)단계 후 메탄올(CH3OH), 염산 및 수산화나트륨(NaOH)용액으로 세정하고, 탈이온수(DI water)로 수세하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, after step (d), washing with methanol (CH 3 OH), hydrochloric acid and sodium hydroxide (NaOH) solution, and may further include washing with deionized water (DI water). .

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 수세하는 단계 후 170 내지 190℃에서 진공 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, after the washing step may further include a vacuum drying step at 170 to 190 ℃.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 액상의 반응 매개체는 오쏘-다이클로로벤젠(o-dichlorobenzene, oDCB) 및 다이클로로메테인(dichloromethane) 중에서 선택된 적어도 1 종 이상의 용매를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, the reaction medium of the liquid phase may include at least one or more solvents selected from ortho-dichlorobenzene (oDCB) and dichloromethane.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 촉매는 알루미늄 클로라이드(aluminum chloride, AlCl3), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate, K2CO3) 및 염화철(iron(Ⅲ) chloride, FeCl3) 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the catalyst is at least one selected from aluminum chloride (AlCl 3 ), potassium carbonate (potassium carbonate, K 2 CO 3 ) and iron chloride (iron(III) chloride, FeCl 3 ). It may include the above.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 비활성 기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크립톤 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, the inert gas may include at least one selected from nitrogen, helium, neon, argon and krypton.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 중합방법에 의해 중합된 PEKK를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, PEKK polymerized by the polymerization method may be included.

본 발명의 하나의 바람직한 예에서, 상기 PEKK 포함하는 부품 소재를 포함할 수 있다.In one preferred example of the present invention, the PEKK may include a component material.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK는 고온 가공 시 라디칼 형성이 어려운 벤조일(benzoyl)기가 PEKK 고분자 사슬 말단에 형성되는 효과가 있다.As described above, the polymerization method of PEKK according to the present invention and the PEKK polymerized thereby have an effect that benzoyl groups, which are difficult to form radicals at high temperature processing, are formed at the ends of the PEKK polymer chain.

또한, 본 발명에 따른 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK는 캡핑제를 후첨함으로써 캡핑제의 결합 활성화를 통해 PEKK 고분자 사슬 말단 대부분을 benzoyl기로 형성시켜 PEKK 분자량을 조절하여 레진 흐름성과 열안정성을 개선하는 효과가 있다.In addition, the polymerization method of PEKK according to the present invention, and the polymerized PEKK by post-adding the capping agent, forms most of the PEKK polymer chain ends through benzoyl groups through binding activation of the capping agent to control the PEKK molecular weight to improve resin flow and thermal stability. It has the effect of improving.

도 1은 본 발명의 PEKK를 중합하는 도중에 캡핑제(capping agent)를 후첨하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 PEKK 사슬 말단의 benzoyl기에 대한 H-NMR 그래프이다.
도 3은 캡핑제를 후첨하지 않고 중합한 PEKK 사슬 말단의 benzyol기에 대한 H-NMR 그래프이다.
도 4 및 5는 본 발명의 PEKK의 중합방법에 따라 반응 용액 내에 질소기체를 흘려줌과 동시에 교반할 수 있는 장치를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing the post-capping agent (capping agent) during the polymerization of the PEKK of the present invention.
2 is a H-NMR graph of the benzoyl group at the PEKK chain end of the present invention.
Figure 3 is a H-NMR graph of the benzyol group at the end of the PEKK chain polymerized without post-capping agent.
4 and 5 is a view showing a device capable of simultaneously stirring and flowing nitrogen gas in the reaction solution according to the polymerization method of PEKK of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions throughout several aspects.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.

상술한 바와 같이, 기존에는 가공 시 높은 온도에 의해 일부 PEKK 고분자 사슬 내 또는 PEKK 고분자 사슬 말단에 국부적으로 라디칼이 생성되어, 이 라디칼 전자가 인접한 PEKK 고분자 사슬과 결합할 수 있었다. 이러한 메커니즘을 통해 발생하는 사슬 간 결합에 의해 폴리머 내에 network를 형성하면, 저장탄성율 증가에 따른 용융점도 증가를 야기한다. 이는 장비에 하중을 인가하여 가공성을 악화시키므로, 이는 가공품 치밀도 및 외관상 품질 저하의 원인이 되었다. 상기 문제점을 해결하고자 캡핑제를 첨가하는데, PEKK 고분자 사슬 말단의 라디칼 형성을 방지하여야 하는 캡핑제가 중합 시 촉매와의 반응으로 오히려 반응물질과 경쟁물질이 되어 제 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다. 즉, PEKK중합 모노머인 TPC, IPC 및 DPO와 캡핑제를 동시에 혼합하면, 중합 초기 캡핑제는 TPC 및 IPC와 같이 촉매인 AlCl3의 Al-Cl 배위 결합에 의해 생성된 carbonyl carbocation으로 변하게 된다. 그리고 중합 용액을 가열하는 동안 TPC 및 IPC의 carbocation과 캡핑제의 carbocation이 DPO에 대해 친전자체(electrophile)반응 시 서로 경쟁관계가 되어 캡핑제로서의 제 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다.As described above, in the past, radicals are generated locally in some PEKK polymer chains or at the ends of the PEKK polymer chains due to high temperatures during processing, so that the radical electrons can bond with adjacent PEKK polymer chains. When a network is formed in the polymer by the interchain linkages generated through this mechanism, the melting viscosity increases as the storage modulus increases. This deteriorates the workability by applying a load to the equipment, which has resulted in deterioration of the work piece density and apparent quality. In order to solve the above problem, a capping agent is added. However, the capping agent, which should prevent the formation of radicals at the end of the PEKK polymer chain, has a problem in that it does not function as a reactant with a reactant by reacting with a catalyst during polymerization. That is, when PEKK polymerization monomers TPC, IPC, and DPO are simultaneously mixed with a capping agent, the polymerization initial capping agent is changed to carbonyl carbocation generated by Al-Cl coordination of AlCl 3 as a catalyst, such as TPC and IPC. In addition, while heating the polymerization solution, the carbocation of TPC and IPC and the carbocation of the capping agent competed with each other during the electrophile reaction to DPO, and there was a problem that it could not function as a capping agent.

이에, 본 발명에서는 캡핑제 투입량 중 일부를 중합반응 도중에 후첨하여 PEKK 사슬 말단이 고온에 강한 benzoyl기로 캡핑되도록 하여 사슬의 가교 결합을 억제하여 레진 흐름성과 열안정성을 개선하는 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK를 제공한다.Accordingly, in the present invention, a part of the capping agent input is post-added during the polymerization reaction so that the PEKK chain ends are capped with benzoyl groups resistant to high temperatures, thereby inhibiting crosslinking of the chains and thereby improving the resin flow and thermal stability. Provided is a polymerized PEKK.

본 발명에서는 고온 가공 시 PEKK 사슬 말단에 국부적으로 라디칼이 발생하는 것을 방지하여야 하는 캡핑제가 중합 초기에 투입하는 경우에는 TPC 및 IPC 모노머와 Fridel-crafts acylation 반응에 대하여 경쟁관계가 되기 때문에 본래 역할을 수행하지 못하게 되는 것을 막기 위해, 캡핑제를 중합 도중 후첨함으로써 PEKK 고분자 사슬 말단을 benzoyl기로 캡핑하는 PEKK의 중합방법 및 이에 의해 중합된 PEKK를 제시한다. benzoyl기는 고온 가공 시 라디칼 형성이 어려우므로 PEKK 고분자 사슬 말단이 benzoyl기로 캡핑된 PEKK는 레진 흐름성과 열안정성이 개선될 수 있다. 즉, 캡핑제를 후첨함으로써 캡핑제의 결합 활성화를 통해 PEKK 고분자 사슬 말단 상당량을 benzoyl기로 형성시켜 PEKK 분자량을 조절하여 레진 흐름성과 열안정성이 개선된 효과가 있다.In the present invention, the capping agent, which should prevent the occurrence of local radicals at the PEKK chain end during high temperature processing, plays an original role because it competes with the TPC and IPC monomers for the Fridel-crafts acylation reaction when the capping agent is introduced at the initial stage of polymerization. In order to prevent this from being prevented, a polymerization method of PEKK capping the PEKK polymer chain end with a benzoyl group by post-adding the capping agent during polymerization, and PEKK polymerized thereby are presented. Since benzoyl groups are difficult to form radicals at high temperature processing, PEKK with PEKK polymer chain ends capped with benzoyl groups can improve resin flow and thermal stability. That is, by post-adding the capping agent, a significant amount of PEKK polymer chain ends are formed through the binding activation of the capping agent to control the PEKK molecular weight to improve the resin flow and thermal stability.

구체적으로, 이하에서는 본 발명에 따른 PEKK의 중합방법을 도면을 참조하여 설명한다.Specifically, the polymerization method of PEKK according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자량의 폴리에테르케톤케톤을 고수득량으로 얻는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법은, (a) 반응기에 다이페닐 옥사이드(Diphenyl oxide, DPO) 및 1,4-비스(4-페녹시벤조일)벤젠(1,4-bis(4-phenoxy benzoyl) benzene, EKKE) 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride, TPC) 및 아이소프탈로일(isophthaloyl chloride, IPC)와 액상의 반응 매개체에 넣고 동시에 용해시켜 반응 용액을 중합하는 단계; (b) 상기 반응 용액을 냉각하고 촉매를 투입하는 단계; (c) 상기 촉매 투입 후 반응 용액 내부에 비활성 기체를 직접 불어넣고 교반하는 단계; 및 (d) 상기 비활성 기체 투입 후 제1 캡핑제(capping agent)를 첨가하는 단계;를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, a polymerization method of a polyether ketone ketone to obtain a high yield of polyether ketone ketone of a high molecular weight according to an embodiment of the present invention, (a) diphenyl oxide (Diphenyl oxide, DPO) and At least one selected from 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene (1,4-bis(4-phenoxy benzoyl) benzene, EKKE) is terephthaloyl chloride (TPC) and isophthalo. Polymerizing the reaction solution by simultaneously dissolving it in an aqueous medium (isophthaloyl chloride, IPC) and dissolving it simultaneously; (b) cooling the reaction solution and introducing a catalyst; (c) after the catalyst is introduced, directly blowing and stirring an inert gas into the reaction solution; And (d) adding the first capping agent after the inert gas is introduced.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a)단계에서 반응 용액에 제2 캡핑제(capping agent)를 추가할 수 있다. 구체적으로, 모노머를 액상의 반응 매개체에 넣고 용해시킬 때 동시에 제2 캡핑제(capping agent)를 넣어 함께 용해시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a second capping agent may be added to the reaction solution in step (a). Specifically, when dissolving the monomer in a liquid reaction medium, a second capping agent may be simultaneously added to dissolve the monomer.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캡핑제는 중합반응 매질에 첨가되어 PEKK 고분자 사슬의 적어도 1개 말단에서 중합체를 캡핑화시키는 역할을 한다. 이로 인해 PEKK 고분자 사슬의 지속적인 연장을 종결하고, 중합된 고분자의 분자량을 조절한다.Further, according to an embodiment of the present invention, the capping agent is added to the polymerization medium to serve to cap the polymer at at least one end of the PEKK polymer chain. This terminates the continuous extension of the PEKK polymer chain and controls the molecular weight of the polymerized polymer.

상기 제2 캡핑제와 상기 제1 캡핑제의 몰비는 1 내지 3 : 1 인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 3 : 1의 범위가 제공된다. 예를 들어, 제2 캡핑제가 1.5 mol%으로 포함되는 경우, 제1 캡핑제는 0.5 mol% 로 포함될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않는다. The molar ratio of the second capping agent and the first capping agent is 1 to 3:1. Preferably a range of 3:1 is provided. For example, when the second capping agent is included at 1.5 mol%, the first capping agent may be included at 0.5 mol%. However, it is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기의 3:1의 범위일 때, 본 발명이 목적하고자 하는 캡핑제로서의역할을 최대화 할 수 있으며, 이에 따라 분자량의 조절하여 레진 흐름성이 개선되는 효과를 제공한다. 또한, 이 경우, 제 2 및 제 1캡핑제는 동일한 종류 일수도 있고, 아닐 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, when in the above 3:1 range, the present invention can maximize the role as a capping agent to be desired, thereby providing an effect of improving the resin flowability by adjusting the molecular weight do. Also, in this case, the second and first capping agents may or may not be the same type.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 캡핑제 및 제2 캡핑제는 benzoyl chloride 벤젠 고리에 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소가 결합된 것을 모두 포함하고, 그 화합물을 모두 포함할 수 있다. 또한, 바람직하게는 벤조일 클로라이드 및 벤젠술포닐 클로라이드, 4-클로로비페닐, 4-페녹시벤조페논, 4-(4-페녹시페녹시)벤조페논 및 비페닐 4-벤젠술포닐페닐 페닐에테르 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 화합물, 더욱 바람직하게는 벤조일 클로라이드를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first capping agent and the second capping agent include all of an aliphatic hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon bonded to a benzoyl chloride benzene ring, and may include all of the compounds. Also, preferably in benzoyl chloride and benzenesulfonyl chloride, 4-chlorobiphenyl, 4-phenoxybenzophenone, 4-(4-phenoxyphenoxy)benzophenone and biphenyl 4-benzenesulfonylphenyl phenyl ether Selected at least one or more compounds, more preferably benzoyl chloride.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는 복수개의 교반날개가 형성된 교반기(stirrer)가 회전하여 투입된 비활성 기체를 분산시키고, 중합 모노머와 촉매를 반응 용매 안에 균일하게 용해 시키는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the step (c) is characterized in that a stirrer formed with a plurality of stirring blades rotates to disperse the inert gas, and uniformly dissolve the polymerized monomer and the catalyst in the reaction solvent. do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 교반기(stirrer)는 반응기 내에 적어도 2개 이상 구비되어 적어도 2개 이상의 방향으로 회전하여 와류현상을 발생시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the stirrer is provided in at least two or more in the reactor to rotate in at least two directions to generate a vortex phenomenon.

또한, 상기 교반기의 회전축이 정방향과 역방향으로 교대로 소정 각도씩 회전하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 교반날개가 회전축과 일정 각도를 이루도록 형성되어 반응기 내 조성물의 분산력을 높일 수 있다.In addition, the rotating shaft of the stirrer may be provided to rotate at a predetermined angle alternately in the forward and reverse directions. In addition, the stirring blade is formed to form a predetermined angle with the rotating shaft can increase the dispersion force of the composition in the reactor.

도 4 및 5는 본 발명의 PEKK의 중합방법에 따라 반응 용액 내에 질소기체를 흘려줌과 동시에 교반할 수 있는 장치를 나타내는 도면이다. 4 and 5 is a view showing a device capable of simultaneously stirring and flowing nitrogen gas in the reaction solution according to the polymerization method of PEKK of the present invention.

도 4 및 5를 참고하면, 본 발명에 따른 PEKK의 중합방법은 상기 비활성 기체를 반응 용액 내부에 직접 불어넣는 노즐이 반응기의 상부 또는 하부에 형성되어 비활성 기체가 복수방향으로 주입될 수 있다. 이로 인해 비활성 기체에 의한 염산 제거를 더 신속하고 효율적으로 일어나게 할 수 있다. 4 and 5, in the polymerization method of PEKK according to the present invention, a nozzle for blowing the inert gas directly into the reaction solution is formed at the top or bottom of the reactor, whereby the inert gas may be injected in multiple directions. This can make the removal of hydrochloric acid by an inert gas more quickly and efficiently.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 냉각 온도는 -10 내지 -5℃를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 중합방법에서 촉매 투입 시, 반응 용액의 온도를 낮춘 후 투입하게 되는데 이때 온도는 촉매에 따라 달라질 수 있으나, -10 내지 -5℃인 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the cooling temperature of step (b) may include -10 to -5°C. That is, when the catalyst is added in the polymerization method according to the present invention, the temperature of the reaction solution is lowered before being input, but the temperature may vary depending on the catalyst, but is preferably -10 to -5°C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c)단계에서 교반하면서 반응기를 80 내지 110℃로 승온하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, may include the step of raising the reactor to 80 to 110 ℃ while stirring in step (c).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (d)단계의 온도가 70 내지 120℃, 바람직하게는 80 내지 110℃, 더욱 바람직하게는 100℃로 유지되는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 (d)단계의 온도가 100℃로 유지 중인 상태에서 PEKK에 benzoyl chloride를 추가로 투입할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the temperature of step (d) may include maintaining at 70 to 120°C, preferably 80 to 110°C, and more preferably 100°C. Specifically, benzoyl chloride may be additionally added to PEKK while the temperature of step (d) is maintained at 100°C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (d)단계 후 메탄올(CH3OH), 염산 및 수산화나트륨(NaOH)용액으로 세정하고, 탈이온수(DI water)로 수세하는 단계를 더 포함할 수 있다. 자세하게는 메탄올 3 회, 염산과 수산화나트륨(NaOH)용액으로 1 회 세정하고, 탈이온수(DI water)로 3 회 수세하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, after step (d), washing with methanol (CH 3 OH), hydrochloric acid and sodium hydroxide (NaOH) solution, and may further include washing with deionized water (DI water). . In detail, the method further includes washing three times with methanol, once with hydrochloric acid and sodium hydroxide (NaOH) solution, and washing three times with deionized water (DI water).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수세하는 단계 후 170 내지 190℃에서 진공 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the washing step may further include a vacuum drying step at 170 to 190 ℃.

또한, 상기 진공 건조하는 단계에서 바람직하게는 PEKK 파우더를 얻을 수 있다.In addition, PEKK powder can be preferably obtained in the vacuum drying step.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액상의 반응 매개체는 o-dichlorobenzene (oDCB) 및 dichloromethane 중에서 선택된 적어도 1 종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 Friedel-Crafts Acylation 중합반응의 용매로 통상적으로 사용되는 것이면 가능하다. According to an embodiment of the present invention, the reaction medium of the liquid phase may include at least one selected from o-dichlorobenzene (oDCB) and dichloromethane, but is not limited thereto, and is generally used as a solvent for Friedel-Crafts Acylation polymerization reaction. If it is used, it is possible.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매는 aluminum chloride (AlCl3), potassium carbonate (K2CO3) 및 iron(Ⅲ) chloride (FeCl3) 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 Friedel-Crafts Acylation 중합반응의 촉매로 통상적으로 사용되는 것이면 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst may include at least one or more selected from aluminum chloride (AlCl 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ) and iron(III) chloride (FeCl 3 ). It is not limited and can be used as long as it is commonly used as a catalyst for the Friedel-Crafts Acylation polymerization reaction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비활성 기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크립톤 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 비활성 기체는 중합반응 과정 중에 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the inert gas may include at least one selected from nitrogen, helium, neon, argon, and krypton, but is not limited thereto, and the inert gas may be alone or mixed during the polymerization reaction process. Can be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합방법으로 중합된 PEKK를 포함할 수 있다. 상기 중합방법으로 중합된 PEKK는 종래 기술을 통해 중합된 PEKK에 비해 레진 흐름성에서 개선된 물성을 나타낸다.According to an embodiment of the present invention, PEKK polymerized by the polymerization method may be included. PEKK polymerized by the polymerization method exhibits improved physical properties in resin flow compared to PEKK polymerized through the prior art.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 PEKK의 중합방법에 의해 중합된 PEKK를 포함하는 차량용 소재, 전자기기용 소재, 산업용 파이프 소재, 건축토목용 소재, 3D 프린터용 소재, 섬유용 소재, 피복 소재, 공작 기계용 소재, 의료용 소재, 항공용 소재, 태양광 소재, 전지용 소재, 스포츠용 소재, 가전용 소재, 가정용 소재 및 화장품용 소재로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 부품 소재를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a vehicle material, an electronic device material, an industrial pipe material, a construction civil engineering material, a 3D printer material, a fiber material, including PEKK polymerized by the polymerization method of PEKK according to the present invention, Includes parts material characterized by being selected from the group consisting of coating material, machine tool material, medical material, aviation material, photovoltaic material, battery material, sports material, home appliance material, household material and cosmetic material. can do.

구체적인 예에서, 상기 부품 소재를 포함하는 제품은 차량용 에어덕트, 플라스틱 및 고무 화합물, 접착제, 라이트, 고분자 광학 섬유, 연료 필터 캡, 라인 시스템, 전자기기의 케이블, 반사체, 케이블의 시스, 광학 섬유, 전선 보호관, 컨트롤 유닛, 라이트, 파이프용 관, 라이너, 파이프 코팅제, 유전 탐사 호스, 3D 프린터, 멀티 필라멘트, 스프레이 호스, 벨브, 덕트, 펄프, 기어, 의료용 카테터, 항공기용 난연제, 태양전지 보호판, 화장료, 고경도 필름, 스키부츠, 헤드셋, 안경 프레임, 칫솔, 물병 또는 아웃솔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In a specific example, the product containing the component material includes a vehicle air duct, plastic and rubber compound, adhesive, light, polymer optical fiber, fuel filter cap, line system, cable of electronic equipment, reflector, sheath of cable, optical fiber, Wire protection tube, control unit, light, pipe tube, liner, pipe coating, oil field exploration hose, 3D printer, multifilament, spray hose, valve, duct, pulp, gear, medical catheter, aircraft flame retardant, solar cell protection plate, cosmetic , High hardness film, ski boots, headset, glasses frame, toothbrush, water bottle or outsole, but is not limited thereto.

그리고, 본 발명에 따른 중합반응은 다양한 반응기에서 수행될 수 있으나, 바람직하게는 연속교반반응기(CSTR) 또는 루프 반응기 내에서 수행될 수 있다.In addition, the polymerization reaction according to the present invention may be performed in various reactors, but may preferably be performed in a continuous stirring reactor (CSTR) or a loop reactor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is provided as a preferred example of the present invention and cannot be interpreted as limiting the present invention by any means.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described herein will be sufficiently technically inferred by those skilled in the art, and thus the description thereof will be omitted.

[실시예][Example]

반응기에 모노머 3종인 terephthaloyl chloride (TPC), isophthaloyl chloride (IPC) 및 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene (EKKE)과 캡핑제인 benzoyl chloride 1.5 mol% 반응용매인 o-dichlorobenzene (oDCB)에 넣고 동시에 용해한 후 반응기 온도를 -10 내지 -5℃로 낮추고 용액의 온도를 일정하게 유지하면서 촉매인 AlCl3를 투입한다. 촉매 투입이 끝난 후 용액 내에 N2를 불어넣음과 동시에 용액을 stirring하면서 반응기를 100℃로 승온시켜 PEKK를 중합한다. 그후 100℃로 유지한 상태에서 PEKK에 benzoyl chloride를 추가로 0.5mol% 투입한다. 중합된 PEKK는 메탄올 3회, 1M 염산과 0.5M NaOH용액으로 세정하고 DI water 3회 수세 및 180℃에서 진공 건조하였다.In the reactor, 3 monomers terephthaloyl chloride (TPC), isophthaloyl chloride (IPC) and 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene (EKKE) and capping agent benzoyl chloride 1.5 mol% reaction solvent o-dichlorobenzene (oDCB) were added. After dissolving at the same time, the reactor temperature is lowered to -10 to -5°C, and the catalyst AlCl 3 is added while maintaining the temperature of the solution constant. After the catalyst is added, N 2 is blown into the solution and the solution is stirred while the reactor is heated to 100° C. to polymerize PEKK. Thereafter, 0.5 mol% of benzoyl chloride is added to PEKK while maintaining at 100°C. The polymerized PEKK was washed with methanol 3 times, 1M hydrochloric acid and 0.5M NaOH solution, washed with DI water 3 times and vacuum dried at 180°C.

[비교예][Comparative example]

중합 중간에 benzoyl chloride를 추가로 후첨하지 않은 점을 제외하고, 실시예와 동일하게 PEKK를 중합하였다.PEKK was polymerized in the same manner as in Example, except that benzoyl chloride was not additionally post-added in the middle of the polymerization.

[실험예][Experimental Example]

<실험예1><Experimental Example 1>

H-NMR 분석(benzoyl기 분석)H-NMR analysis (benzoyl group analysis)

실시예 및 비교예의 PEKK 사슬 말단에 benzoyl기의 증가 여부를 H-NMR을 통해 확인하고, 그 결과는 도 2 및 3의 그래프에 나타내었다. 또한, benzoyl기에 결합된 3가지 중 수소원자 C를 제외한 수소원자 A 및 B의 H-NMR의 면적을 하기 표 1에 나타내었다. 수소원자 C는 PEKK back bone에 결합된 다른 수소원자와 peak가 중복되어 판독하기 어렵다.Whether the increase of the benzoyl group at the ends of the PEKK chains of Examples and Comparative Examples was confirmed by H-NMR, and the results are shown in the graphs of FIGS. 2 and 3. In addition, the area of H-NMR of hydrogen atoms A and B excluding hydrogen atom C among the three bonded to the benzoyl group is shown in Table 1 below. Hydrogen atom C is difficult to read due to overlapping peaks with other hydrogen atoms bound to the PEKK back bone.

H-NMR 분석 Peak 면적H-NMR analysis peak area 수소원자 A(7.80 ppm)Hydrogen atom A (7.80 ppm) 수소원자 B(7.65 ppm)Hydrogen atom B (7.65 ppm) 실시예Example 0.53000.5300 0.06000.0600 비교예Comparative example 0.34370.3437 0.02760.0276

도 2 및 3를 참조하면, benzoyl chloride를 후첨하지 않고 중합된 비교예의 PEKK 사슬 말단의 benzoyl기보다 실시예의 PEKK의 사슬 말단에 benzoyl기가 많다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 PEKK의 중합방법에 의해 중합된 PEKK의 사슬 말단이 고온에 강한 benzoyl기로 캡핑되었음을 H-NMR 그래프를 통해 알 수 있다. 또한, 표 1에서와 같이 실시예의 수소원자들의 면적이 비교예의 것보다 더 좁음을 알 수 있다.2 and 3, it can be seen that there are more benzoyl groups at the chain ends of the PEKK of the Examples than the benzoyl groups at the PEKK chain ends of the comparative example polymerized without post-addition of benzoyl chloride. That is, it can be seen from the H-NMR graph that the chain end of the PEKK polymerized by the polymerization method of PEKK of the present invention is capped with a strong benzoyl group. In addition, as shown in Table 1, it can be seen that the area of the hydrogen atoms in the example is smaller than that of the comparative example.

이로써, 기존 PEKK의 중합방법에 의하는 경우 캡핑제인 benzoyl chloride는 중합 모노머인 TPC 및 IPC와 Friedel-Crafts Acylation 반응에 있어 경쟁관계가 되기 때문에 캡핑제가 제 역할을 못해 폴리머 사슬 말단에 benzoyl기 말단이 충분히 생성되지 못하였음을 알 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 캡핑제를 후첨하는 단계를 포함하는 중합방법에 의해 중합된 PEKK는 사슬 말단이 고온에 안정한 benzoyl기로 캡핑되어 레진 고온 가공 시 라디칼이 잘 형성되지 않음으로써 레진 흐름성과 열안정성이 개선될 수 있다.As a result, when the polymerization method of the existing PEKK is used, the capping agent benzoyl chloride competes in the Friedel-Crafts Acylation reaction with the polymerization monomers TPC and IPC. It can be seen that it was not generated. On the other hand, PEKK polymerized by the polymerization method comprising the step of post-adding the capping agent according to the present invention is resin flow and thermal stability because the chain ends are capped with a benzoyl group that is stable at high temperatures, so that radicals are not well formed during high temperature processing of the resin. It can be improved.

<실험예2><Experimental Example 2>

Inherent Viscosity 및 Melt Index 측정Measurement of Inherent Viscosity and Melt Index

실시예 및 비교예의 Inherent Viscosity와 Melt Index를 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Inherent Viscosity는 고분자 묽은 용액의 점도를 순용매의 점도로 나눈 값을 의미한다. Melt Index는 압출식 플라스토미터를 이용하여 일정 압력, 일정 온도에 따른 용융 수지의 유출량을 측정하고, 이것을 g/10min의 단위에서 표현한 것이다.Inherent Viscosity and Melt Index of Examples and Comparative Examples were measured, and the results are shown in Table 2 below. Inherent Viscosity is the value obtained by dividing the viscosity of a thin polymer solution by the viscosity of a pure solvent. The Melt Index is a measure of the outflow of molten resin according to a certain pressure and temperature using an extruded plasticity meter, and is expressed in units of g/10min.

Inherent Viscosity(dL/g)Inherent Viscosity (dL/g) Melt Index(g/10min)Melt Index(g/10min) 실시예Example 1.01.0 2020 비교예Comparative example 1.31.3 1One

표 2에서와 같이, 본원발명의 실시예의 Inherent Viscosity는 1.0이고, Melt Index는 20으로 측정되었다. 반면, 비교예의 Inherent Viscosity는 1.3이고, Melt Index는 1로 측정되어, Melt Index의 경우 거의 20배의 차이가 나타났다.As shown in Table 2, the Inherent Viscosity of the Examples of the present invention was 1.0, and the Melt Index was measured as 20. On the other hand, the Inherent Viscosity of the comparative example was 1.3, and the Melt Index was measured as 1, and in the case of the Melt Index, a difference of almost 20 times was observed.

실시예의 경우, 캡핑제를 후첨함으로써 캡핑제인 benzoyl chloride가 DPO 또는 EKKE와 결합하여 PEKK 고분자 사슬 말단에 benzoyl기가 다수 형성되고 이러한 benzoyl기 말단은 TPC 및 IPC의 Friedel-Crafts Acylation 반응을 억제하므로 중합반응이 제어되어 분자량이 조절되었음을 알 수 있다. In the case of Examples, the benzoyl chloride, a capping agent, is combined with DPO or EKKE by adding a capping agent to form a number of benzoyl groups at the ends of the PEKK polymer chain, and these benzoyl group ends inhibit the Friedel-Crafts Acylation reaction of TPC and IPC. It can be seen that the molecular weight is controlled by being controlled.

반면, 비교예의 결과에서 보여주는 바, 캡핑제를 후첨하는 단계가 포함되지 않음으로써, 중합 초기 캡핑제가 TPC 및 IPC와 마찬가지로 촉매인 AlCl3의 Al-Cl 배위 결합에 의해 생성된 carbonyl carbocation으로 변하게 된다. 그리고 중합 용액을 가열하는 동안 TPC 및 IPC의 carbocation과 캡핑제의 carbocation이 DPO에 대해 친전자체(electrophile)반응 시 경쟁관계가 되어 캡핑제로서의 제 역할을 하지 못하는 문제점이 해결되지 않았음을 알 수 있다.On the other hand, as shown in the result of the comparative example, the step of post-adding the capping agent is not included, so that the initial polymerization capping agent is changed to carbonyl carbocation produced by Al-Cl coordination of AlCl 3 as a catalyst as in TPC and IPC. In addition, it can be seen that while heating the polymerization solution, the carbocation of TPC and IPC and the carbocation of the capping agent competed in the electrophile reaction to DPO, so that the problem of not functioning as a capping agent was not solved. have.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , Those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and should not be determined, and all claims that are equally or equivalently modified as well as the claims below will fall within the scope of the spirit of the present invention. Would say

Claims (18)

고분자량의 폴리에테르케톤케톤을 고수득량으로 얻는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법에 있어서,
(a) 반응기에 다이페닐 옥사이드(Diphenyl oxide, DPO) 및 1,4-비스(4-페녹시벤조일)벤젠(1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene, EKKE) 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 테레프탈로일 클로라이드(terephthaloyl chloride, TPC) 및 아이소프탈로일(isophthaloyl chloride, IPC)와 액상의 반응 매개체에 넣고 동시에 용해시켜 반응 용액을 중합하는 단계;
(b) 상기 반응 용액을 냉각하고 촉매를 투입하는 단계;
(c) 상기 촉매 투입 후 반응 용액 내부에 비활성 기체를 직접 불어넣고 교반하는 단계; 및
(d) 상기 비활성 기체 투입 후 제1 캡핑제(capping agent)를 첨가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
In the polymerization method of polyether ketone ketone to obtain high molecular weight polyether ketone ketone in high yield,
(a) At least one selected from diphenyl oxide (DPO) and 1,4-bis(4-phenoxybenzoyl)benzene (1,4-bis(4-phenoxybenzoyl) benzene, EKKE) in the reactor. Putting terephthaloyl chloride (TPC) and isophthaloyl chloride (IPC) into a liquid reaction medium and simultaneously dissolving to polymerize the reaction solution;
(b) cooling the reaction solution and introducing a catalyst;
(c) after the catalyst is introduced, directly blowing and stirring an inert gas into the reaction solution; And
(D) a step of adding a first capping agent (capping agent) after the inert gas input; polymerization method of a polyether ketone ketone comprising a.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 반응 용액에 제2 캡핑제(capping agent)를 추가하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
Polymerization method of a polyether ketone ketone, characterized in that a second capping agent is added to the reaction solution in step (a).
제2항에 있어서,
상기 제2 캡핑제와 상기 제1 캡핑제의 몰비는 1 내지 3 : 1 인 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 2,
The polyether ketone ketone polymerization method, characterized in that the molar ratio of the second capping agent and the first capping agent is 1 to 3: 1.
제2항에 있어서,
상기 제1 캡핑제 및 제2 캡핑제는 벤조일 클로라이드(benzoyl chloride) 및 벤조일 클로라이드 벤젠고리에 지방족 또는 방향족 탄화수소가 결합된 화합물 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 2,
The first capping agent and the second capping agent is a polymerization method of polyether ketone ketone, characterized in that it comprises at least one or more of a compound in which an aliphatic or aromatic hydrocarbon is attached to a benzoyl chloride and benzoyl chloride benzene ring. .
제4항에 있어서,
상기 화합물은 벤젠술포닐 클로라이드, 4-클로로비페닐, 4-페녹시벤조페논, 4-(4-페녹시페녹시)벤조페논 및 비페닐 4-벤젠술포닐페닐 페닐에테르 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
The method of claim 4,
The compound is at least one selected from benzenesulfonyl chloride, 4-chlorobiphenyl, 4-phenoxybenzophenone, 4-(4-phenoxyphenoxy)benzophenone and biphenyl 4-benzenesulfonylphenyl phenyl ether. Polymerization method of a polyether ketone ketone comprising a.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계는 복수개의 교반날개가 형성된 교반기(stirrer)가 회전하여 투입된 비활성 기체를 분산시키는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
The step (c) is a polymerization method of a polyether ketone ketone, characterized in that a stirrer with a plurality of stirring blades is rotated to disperse the inert gas.
제6항에 있어서,
상기 교반기는 반응기 내에 적어도 2개 이상 구비되어 적어도 2개 이상의 방향으로 회전하여 와류현상을 발생시키는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
The method of claim 6,
The stirrer is provided in at least two or more in the reactor to rotate in at least two directions to generate a vortex phenomenon, characterized in that the polymerization method of the polyether ketone ketone.
제1항에 있어서,
상기 비활성 기체를 반응용액 내부에 직접 불어넣는 노즐이 반응기의 상부 또는 하부에 형성되어 복수방향으로 주입되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
A method for polymerizing a polyether ketone ketone, characterized in that a nozzle for blowing the inert gas directly into the reaction solution is formed at the top or bottom of the reactor and injected in multiple directions.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서 냉각 온도는 -10 내지 -5℃인 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
Cooling temperature in the step (b) is -10 to -5 ℃ polymerization method of a polyether ketone ketone, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 교반하면서 반응기를 80 내지 110℃로 승온하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
The method of polymerization of a polyether ketone ketone, comprising; raising the reactor to 80 to 110°C while stirring in step (c).
제1항에 있어서,
상기 (d)단계의 온도가 70 내지 120℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
Polymerization method of the polyether ketone ketone, characterized in that the temperature of the step (d) is maintained at 70 to 120 ℃.
제1항에 있어서,
상기 (d)단계 후 메탄올(CH3OH), 염산 및 수산화나트륨(NaOH)용액으로 세정하고, 탈이온수(DI water)로 수세하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
After the step (d), washing with methanol (CH 3 OH), hydrochloric acid and sodium hydroxide (NaOH) solution, and a method of polymerization of polyether ketone ketone, comprising the step of washing with deionized water (DI water).
제12항에 있어서,
상기 수세하는 단계 이후 170 내지 190℃에서 진공 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
The method of claim 12,
After the washing step, the polymerization method of polyether ketone ketone further comprising the step of vacuum drying at 170 to 190 ℃.
제1항에 있어서,
상기 액상의 반응 매개체는 오쏘-다이클로로벤젠(o-dichlorobenzene, oDCB) 및 다이클로로메테인(dichloromethane) 중에서 선택된 적어도 1 종 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
The liquid reaction medium is a method of polymerizing polyether ketone ketone, characterized in that it is at least one or more solvents selected from ortho-dichlorobenzene (oDCB) and dichloromethane.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 알루미늄 클로라이드(aluminum chloride, AlCl3), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate, K2CO3) 및 염화철(iron(Ⅲ) chloride, FeCl3) 중에서 선택된 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
The catalyst is a polyether ketone ketone, characterized in that at least one selected from aluminum chloride (aluminum chloride, AlCl 3 ), potassium carbonate (potassium carbonate, K 2 CO 3 ) and iron (III) chloride, FeCl 3 ) Polymerization method.
제1항에 있어서,
상기 비활성 기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크립톤 중에서 선택된 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리에테르케톤케톤의 중합방법.
According to claim 1,
The inert gas is a polymerization method of polyether ketone ketone, characterized in that at least one selected from nitrogen, helium, neon, argon and krypton.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 중합방법으로 중합된 폴리에테르케톤케톤.
A polyether ketone ketone polymerized by the polymerization method according to any one of claims 1 to 16.
제17항에 따른 폴리에테르케톤케톤을 포함하는 부품 소재.



Part material comprising a polyether ketone ketone according to claim 17.



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