KR20210052074A - Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group - Google Patents

Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group Download PDF

Info

Publication number
KR20210052074A
KR20210052074A KR1020190138159A KR20190138159A KR20210052074A KR 20210052074 A KR20210052074 A KR 20210052074A KR 1020190138159 A KR1020190138159 A KR 1020190138159A KR 20190138159 A KR20190138159 A KR 20190138159A KR 20210052074 A KR20210052074 A KR 20210052074A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyarylene sulfide
functional group
hydrophilic functional
washing
sulfide
Prior art date
Application number
KR1020190138159A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박태승
정권수
황지환
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190138159A priority Critical patent/KR20210052074A/en
Publication of KR20210052074A publication Critical patent/KR20210052074A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/0286Chemical after-treatment
    • C08G75/029Modification with organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/025Preparatory processes
    • C08G75/0254Preparatory processes using metal sulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/0204Polyarylenethioethers
    • C08G75/0277Post-polymerisation treatment
    • C08G75/0281Recovery or purification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing polyarylene sulfide having a hydrophilic functional group introduced therein, comprising: a first step of manufacturing sulfide of an alkali metal; a second step of manufacturing slurry containing polyarylene sulfide; and a third step of manufacturing the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced. In the method for manufacturing polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of the present invention, it is possible to provide the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced having excellent thermal stability.

Description

친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법{Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group}Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group}

본 발명은 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 커플링제, 유리섬유 등과의 혼련성이 우수한 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced, and more particularly, to a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having excellent kneaability with a coupling agent, glass fiber, etc. is introduced.

폴리아릴렌 설파이드(Polyarylene sulfide, PAS)는 우수한 강도, 내열성, 난연성 및 가공성으로 인하여 자동차, 전기·전자 제품, 기계류 등에서 금속, 특히 알루미늄이나 아연과 같은 다이 캐스팅(die casting) 금속을 대체하는 소재로 폭 넓게 사용되고 있다. 한편, 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene sulfide, PPS)는 유동성이 좋기 때문에 유리섬유 등의 필러나 보강제와 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.Polyarylene sulfide (PAS) is a material that replaces metals, especially die casting metals such as aluminum or zinc, in automobiles, electrical and electronic products, and machinery due to its excellent strength, heat resistance, flame retardancy and workability. It is widely used. Meanwhile, since polyphenylene sulfide (PPS) has good fluidity, it is preferable to mix it with a filler or reinforcing agent such as glass fiber.

통상적으로, PAS는 N-메틸 피롤리돈(NMP)과 같은 극성 유기 화합물 존재 하의 중합 조건에서 알칼리 금속의 황화물과 디할로겐화 방향족 화합물을 중합반응시켜 제조된다. 이와 같은 중합반응의 결과로 수득되는 반응생성물은 수상 및 유기상을 포함하며, 생성된 PAS는 주로 유기상에 용해되어 포함된다. 이에 따라, PAS만을 회수하기 위한 공정이 추가로 수행되는데, 주로 반응생성물을 냉각하여 PAS를 석출시킨 후 물과 극성 유기 용매를 사용하여 상압에서 반복적인 세정 및 여과 공정을 수행하고, 건조 공정을 수행하는 방법이 이용된다.Typically, PAS is prepared by polymerization of an alkali metal sulfide and a dihalogenated aromatic compound under polymerization conditions in the presence of a polar organic compound such as N-methyl pyrrolidone (NMP). The reaction product obtained as a result of the polymerization reaction includes an aqueous phase and an organic phase, and the PAS produced is mainly dissolved and contained in the organic phase. Accordingly, a process for recovering only PAS is additionally performed, mainly after cooling the reaction product to precipitate PAS, performing repeated washing and filtration processes at normal pressure using water and a polar organic solvent, and performing a drying process. Method is used.

그러나, 상기한 방법으로 얻은 PAS는 소수성 성질이 강하기 때문에, 커플링제, 유리섬유 등과 혼합 시 혼련성이 떨어진다. 따라서, 기존의 방법으로 얻은 PAS를 이용하여 성형품을 제조하는 경우, 성형품의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.However, since the PAS obtained by the above method has strong hydrophobic properties, kneading properties are inferior when mixed with a coupling agent or glass fiber. Therefore, when a molded article is manufactured using the PAS obtained by the conventional method, there is a problem that the mechanical properties of the molded article are deteriorated.

이에, 커플링제, 유리섬유 등과의 혼련성이 우수한 PAS를 제조하는 방법이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a method of manufacturing a PAS having excellent kneading properties with a coupling agent and glass fiber.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 커플링제, 유리섬유 등과의 혼련성이 우수한 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having excellent kneaability with a coupling agent, glass fiber, etc. is introduced.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 물과 아미드계 화합물의 혼합용매에서 알칼리 금속의 유기산염의 존재 하에 반응시킨 후 탈수 반응(dehydration)을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 제조하는 제1 단계; 상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기에 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하고, 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 단계; 및 상기 슬러리를 물로 세척 후 아미드계 화합물로 세척 또는 아미드계 화합물로 세척 후 물로 세척하고, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척한 후, 물로 추가 세척하여, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 제3 단계;를 포함하는 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention is to react an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide-based compound in the presence of an alkali metal organic acid salt, followed by dehydration, and the alkali metal sulfide A first step of manufacturing; A second step of adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the reactor containing the sulfide of the alkali metal and performing a polymerization reaction to prepare a slurry containing polyarylene sulfide; And washing the slurry with water, followed by washing with an amide compound or an amide compound, followed by washing with water, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure, and further washing with water to prepare a polyarylene sulfide having a hydrophilic functional group introduced therein. It provides a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced, including a third step.

본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 커플링제, 유리섬유 등과의 혼련성이 우수한 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다.The manufacturing method of polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of the present invention can provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having excellent kneading properties with a coupling agent, glass fiber, and the like is introduced.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 열적 안정성이 우수한 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다.In addition, the method for producing polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of the present invention may provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having excellent thermal stability is introduced.

나아가, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 고온 고압조건에서 기존의 산세척보다 효과적인 치환반응이 가능하여, 낮은 농도의 산을 사용하여도 높은 농도의 산을 사용한 것과 동일한 산세척 효과를 얻을 수 있다.Further, the method for producing polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of the present invention enables a substitution reaction that is more effective than conventional pickling under high temperature and high pressure conditions, so that even when a low concentration of acid is used, the same as that of using a high concentration of acid. You can get the effect of pickling.

그리고, 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 총휘발성유기화합물(tVOC)의 양이 적은 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다.In addition, the method for producing polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of the present invention may provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having a small amount of total volatile organic compound (tVOC) is introduced.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 물과 아미드계 화합물의 혼합용매에서 알칼리 금속의 유기산염의 존재 하에 반응시킨 후 탈수 반응(dehydration)을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 제조하는 제1 단계; 상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기에 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하고, 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 단계; 및 상기 슬러리를 물로 세척 후 아미드계 화합물로 세척 또는 아미드계 화합물로 세척 후 물로 세척하고, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척한 후, 물로 추가 세척하여, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 제3 단계;를 포함하는 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention is to react an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide-based compound in the presence of an alkali metal organic acid salt, followed by dehydration, and the alkali metal sulfide A first step of manufacturing; A second step of adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the reactor containing the sulfide of the alkali metal and performing a polymerization reaction to prepare a slurry containing polyarylene sulfide; And washing the slurry with water, followed by washing with an amide compound or an amide compound, followed by washing with water, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure, and further washing with water to prepare a polyarylene sulfide having a hydrophilic functional group introduced therein. It provides a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced, including a third step.

이하, 본 발명의 일 실시상태에 따른 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법을 각 단계별로 더욱 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail for each step.

본 발명의 일 실시상태에 따른 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 반응물을 화학양론적 당량으로 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 것일 수 있다.The method for preparing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced according to an exemplary embodiment of the present invention may be to prepare a polyarylene sulfide by reacting a reactant in a stoichiometric equivalent.

본 발명의 일 실시상태는 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 물과 아미드계 화합물의 혼합용매에서 알칼리 금속의 유기산염의 존재 하에 반응시킨 후 탈수 반응(dehydration)을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 제조하는 제1 단계를 포함한다. An exemplary embodiment of the present invention is to react an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide in a mixed solvent of water and an amide-based compound in the presence of an alkali metal organic acid salt, followed by dehydration, and the alkali metal sulfide It includes a first step of manufacturing.

상기 알칼리 금속의 수황화물은 황화수소리튬, 황화수소나트륨, 황화수소칼륨, 황화수소루비듐 및 황화수소세슘 중 1종 이상일 수 있고, 상기 알칼리 금속의 수산화물은 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 및 수산화세슘 중 1종 이상일 수 있다. 상기 알칼리 금속의 수산화물은 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.90 내지 2.0 당량, 보다 구체적으로는 1.0 내지 1.5 당량, 보다 더 구체적으로는 1.0 내지 1.1 당량으로 사용될 수 있다. The alkali metal hydrosulfide may be one or more of lithium hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, potassium hydrogen sulfide, rubidium hydrogen sulfide and cesium hydrogen sulfide, and the hydroxide of the alkali metal is lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. There may be more than one type. The alkali metal hydroxide may be used in an amount of 0.90 to 2.0 equivalents, more specifically 1.0 to 1.5 equivalents, and even more specifically 1.0 to 1.1 equivalents based on 1 equivalent of alkali metal hydrosulfide.

상기 알칼리 금속의 유기산염은 제2 단계의 중합 반응을 촉진시킬 수 있는 화합물로, 아세트산리튬 및 아세트산나트륨 중 1종 이상일 수 있으며, 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.01 내지 1.0 당량, 보다 구체적으로는 0.01 내지 0.8 당량, 보다 더 구체적으로는 0.05 내지 0.5 당량으로 사용될 수 있다.The organic acid salt of the alkali metal is a compound capable of accelerating the polymerization reaction in the second step, and may be at least one of lithium acetate and sodium acetate, and may be 0.01 to 1.0 equivalent, more specifically, based on 1 equivalent of hydrosulfide of the alkali metal. May be used in an amount of 0.01 to 0.8 equivalents, more specifically 0.05 to 0.5 equivalents.

알칼리 금속의 수황화물과 알칼리 금속의 수산화물의 반응은, 물과 아미드계 화합물의 혼합용매에서 수행될 수 있는데, 이때 상기 아미드계 화합물의 구체적인 예로는 N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드 화합물; N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물; N-메틸-ε-카프로락탐 등의 카프로락탐 화합물; 1,3-디알킬-2-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 화합물; 테트라메틸 요소 등의 요소 화합물; 또는 헥사메틸인산 트리아미드 등의 인산 아미드 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 반응 효율 및 폴리아릴렌 설파이드 제조를 위한 중합 시 중합 용매로의 공용매 효과를 고려할 때 상기 아미드계 화합물은 보다 구체적으로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)일 수 있다. 한편, 상기 물은 아미드계 화합물 1 당량에 대하여 1 내지 8 당량으로 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 1.5 내지 5 당량, 보다 더 구체적으로는 2.5 내지 4.5 당량으로 사용될 수 있다.The reaction of an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide may be carried out in a mixed solvent of water and an amide compound, and specific examples of the amide compound include N,N-dimethylformamide or N,N-dimethyl Amide compounds such as acetamide; Pyrrolidone compounds such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclohexyl-2-pyrrolidone; Caprolactam compounds such as N-methyl-ε-caprolactam; Imidazolidinone compounds such as 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone; Urea compounds such as tetramethyl urea; Or phosphoric acid amide compounds such as hexamethylphosphoric acid triamide, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. Among these, the amide-based compound may be more specifically N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) when considering the reaction efficiency and the co-solvent effect as a polymerization solvent during polymerization for the production of polyarylene sulfide. Meanwhile, the water may be used in an amount of 1 to 8 equivalents per 1 equivalent of the amide-based compound, more specifically 1.5 to 5 equivalents, and even more specifically 2.5 to 4.5 equivalents.

상기와 같은 알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물의 반응 결과로, 알칼리 금속의 황화물이 물과 아미드계 화합물의 혼합용매 중에 고체상으로 석출되며, 반응계 중에는 미반응의 알칼리 금속의 수황화물이 일부 잔류할 수 있다.As a result of the reaction of alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide as described above, alkali metal sulfide is precipitated as a solid in the mixed solvent of water and amide compound, and some unreacted alkali metal hydrosulfide remains in the reaction system. can do.

제1 단계의 탈수 반응은 알칼리 금속의 황화물을 포함한 반응 생성물 중 물 등의 용매를 제거하기 위해 수행되는 것으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 단계의 탈수 반응은 180 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 탈수 반응은 180 ℃ 내지 190 ℃, 190 ℃ 내지 200 ℃ 또는 185 ℃ 내지 195 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 탈수 반응이 수행되는 온도가 상기 범위 내인 경우, 물을 적정량 제거하면서, 제2 단계에서 사용되는 알칼리 금속의 황화물 및 아미드계 화합물이 최소한으로 제거되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 탈수 반응이 종결된 후 반응기 내부의 아미드계 화합물은 황(S) 1 몰에 대하여 3 몰 내지 4 몰의 양으로 존재할 수 있고, 물은 황 1 몰에 대하여 1 몰 내지 2 몰의 양으로 존재할 수 있다.The dehydration reaction in the first step is performed to remove a solvent such as water from among the reaction products including sulfides of alkali metals. According to an exemplary embodiment of the present invention, the dehydration reaction in the first step is performed in the range of 180° C. to 200° C. It may be performed at temperature. Specifically, the dehydration reaction may be performed at a temperature of 180°C to 190°C, 190°C to 200°C, or 185°C to 195°C. When the temperature at which the dehydration reaction is performed is within the above range, the sulfide of the alkali metal and the amide compound used in the second step may be minimized while removing an appropriate amount of water. According to an exemplary embodiment of the present invention, after the dehydration reaction is terminated, the amide compound in the reactor may be present in an amount of 3 to 4 moles per 1 mole of sulfur (S), and water is 1 per 1 mole of sulfur. It may be present in an amount of moles to 2 moles.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단계를 수행하기 전에, 상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기의 온도를 150 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 하강시키는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, before performing the second step, it may further include lowering the temperature of the reactor including the sulfide of the alkali metal to a temperature of 150 ℃ to 180 ℃.

본 발명의 일 실시상태는 상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기에 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하고, 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 단계를 포함한다.An exemplary embodiment of the present invention includes a second step of adding a dihalogenated aromatic compound and an amide-based compound to a reactor containing a sulfide of an alkali metal, followed by polymerization to prepare a slurry containing polyarylene sulfide.

상기 디할로겐화 방향족 화합물은 방향족 고리에서의 두 개의 수소가 할로겐 원자로 치환된 화합물로서, 구체적인 예로는 o-디할로벤젠, m-디할로벤젠, p-디할로벤젠, 디할로톨루엔, 디할로나프탈렌, 디할로비페닐, 디할로벤조산, 디할로디페닐에테르, 디할로디페닐설폰, 디할로디페닐설폭사이드 또는 디할로디페닐 케톤 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 디할로겐화 방향족 화합물에 있어서, 할로겐 원자는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있다. 이중에서도 폴리아릴렌 설파이드 제조시 반응성 및 부반응 생성 감소 효과 등을 고려할 때, p-디클로로벤젠(p-DCB)이 사용될 수 있다.The dihalogenated aromatic compound is a compound in which two hydrogens in the aromatic ring are substituted with halogen atoms, specific examples are o-dihalobenzene, m-dihalobenzene, p-dihalobenzene, dihalotoluene, dihalonaphthalene, Dihalobiphenyl, dihalobenzoic acid, dihalodiphenyl ether, dihalodiphenylsulfone, dihalodiphenylsulfoxide, dihalodiphenyl ketone, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. In the dihalogenated aromatic compound, the halogen atom may be fluorine, chlorine, bromine or iodine. Among them, p-dichlorobenzene (p-DCB) may be used in consideration of the reactivity and the effect of reducing side reactions when preparing polyarylene sulfide.

상기 디할로겐화 방향족 화합물은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.8 내지 1.2의 당량으로 투입될 수 있다. 상기한 함량 범위 내로 투입될 경우, 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 용융점도 저하 및 폴리아릴렌 설파이드 내에 존재하는 클로린 함량의 증가에 대한 우려 없이, 우수한 물성적 특징을 갖는 폴리아릴렌 설파이드를 제조할 수 있다. 알칼리 금속의 황화물과 디할로겐화 방향족 화합물의 첨가량 제어에 따른 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 보다 구체적으로는 디할로겐화 방향족 화합물은 상기 알칼리 금속의 수황화물 1 당량에 대하여 0.8 내지 1.1의 당량으로 투입될 수 있다.The dihalogenated aromatic compound may be added in an equivalent amount of 0.8 to 1.2 based on 1 equivalent of hydrosulfide of the alkali metal. When added within the above content range, polyarylene sulfide having excellent physical properties can be prepared without fear of lowering the melt viscosity of the produced polyarylene sulfide and increasing the chlorine content present in the polyarylene sulfide. have. Considering the excellence of the improvement effect by controlling the addition amount of the alkali metal sulfide and the dihalogenated aromatic compound, more specifically, the dihalogenated aromatic compound may be added in an equivalent amount of 0.8 to 1.1 based on 1 equivalent of the alkali metal hydrosulfide. have.

상기한 알칼리 금속의 황화물과 디할로겐화 방향족 화합물의 중합반응은 비프로톤성 극성 유기용매로서, 고온에서 알칼리에 대해 안정적인 아미드계 화합물의 용매 중에서 수행될 수 있다. 상기 아미드계 화합물의 구체적인 예는 앞서 설명한 바와 같으며, 예시된 화합물들 중에서도 반응 효율 등을 고려할 때, 보다 구체적으로 상기 아미드계 화합물은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 또는 N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물일 수 있다.The polymerization reaction of the sulfide of an alkali metal and a dihalogenated aromatic compound is an aprotic polar organic solvent, and may be carried out in a solvent of an amide-based compound that is stable against alkali at high temperature. Specific examples of the amide-based compound are as described above, and in consideration of reaction efficiency among the exemplified compounds, more specifically, the amide-based compound is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or N-cyclo It may be a pyrrolidone compound such as hexyl-2-pyrrolidone.

상기 중합 반응시 분자량 조절제, 가교제 등 중합반응이나 분자량을 조절하기 위한 기타 첨가제가 최종 제조되는 폴리아릴렌 설파이드의 물성 및 제조 수율을 저하시키지 않는 범위 내의 함량으로 더 첨가될 수도 있다.During the polymerization reaction, other additives for controlling the polymerization reaction or molecular weight, such as a molecular weight control agent and a crosslinking agent, may be further added in an amount within a range that does not degrade the physical properties and production yield of the finally produced polyarylene sulfide.

상기 알칼리 금속의 황화물과 디할로겐화 방향족 화합물의 중합 반응은 200 ℃ 내지 300℃에서 수행될 수 있다. 또는 상기한 온도 범위 내에서 온도를 변화시키며 다단계로 수행될 수도 있다. 구체적으로는 200 ℃ 이상 내지 250 ℃ 미만에서의 1차 중합반응 후, 연속하여 1차 중합반응시의 온도보다 높은 온도에서, 구체적으로는 250 ℃ 내지 300 ℃에서 2차 중합반응이 수행될 수 있다.The polymerization reaction of the alkali metal sulfide and the dihalogenated aromatic compound may be performed at 200°C to 300°C. Alternatively, it may be performed in multiple steps by changing the temperature within the above-described temperature range. Specifically, after the first polymerization reaction at 200°C to less than 250°C, the secondary polymerization reaction may be carried out at a temperature higher than the temperature during the first polymerization reaction, specifically at 250°C to 300°C. .

본 발명의 일 실시상태는 상기 슬러리를 물로 세척 후 아미드계 화합물로 세척 또는 아미드계 화합물로 세척 후 물로 세척하고, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척한 후, 물로 추가 세척하여, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 제3 단계를 포함한다. In an exemplary embodiment of the present invention, the slurry is washed with water and then washed with an amide compound or an amide compound and then washed with water, washed with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure, and then washed with water, whereby a hydrophilic functional group is introduced. And a third step of preparing polyarylene sulfide.

상기 제3 단계는 상기 슬러리를 적어도 4회의 세척하는 공정을 포함한다. 구체적으로, 상기 슬러리를 물, 아미드계 화합물, 산성 수용액 및 물로 순차적으로 세척하거나, 아미드계 화합물, 물, 산성 수용액 및 물로 순차적으로 세척하는 공정을 포함한다. The third step includes washing the slurry at least four times. Specifically, it includes a step of sequentially washing the slurry with water, an amide compound, an acidic aqueous solution, and water, or sequentially washing the slurry with an amide compound, water, an acidic aqueous solution, and water.

본 발명의 일 실시상태에 따라 슬러리를 물로 세척하는 공정은 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는 슬러리 제조 시 생성되는 부산물인 염화나트륨(NaCl) 및 염기 성분을 제거하기 위함이다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 단계의 물로 세척은 80 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 물로 세척할 때의 온도가 상기 범위 내인 경우, 폴리아릴렌 설파이드 제조 시 생성되는 부산물의 물에 대한 용해도를 높여 부산물, 예를 들어, 염화나트륨을 최대한으로 제거할 수 있다. The process of washing the slurry with water according to an exemplary embodiment of the present invention is to remove sodium chloride (NaCl) and a base component, which are by-products generated when preparing a slurry containing polyarylene sulfide. According to an exemplary embodiment of the present invention, the third step of washing with water may be performed at a temperature of 80°C to 90°C. When the temperature at the time of washing with water is within the above range, the solubility of by-products generated during the production of polyarylene sulfide in water may be increased to maximize the removal of by-products such as sodium chloride.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 단계의 아미드계 화합물로 세척은 140 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 아미드계 화합물로 세척할 때의 온도가 상기 범위 내인 경우, 폴리아릴렌 설파이드 제조 시 생성되는 부산물의 물에 대한 용해도를 높여 부산물을 최대한으로 제거할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the washing with the amide-based compound in the third step may be performed at a temperature of 140°C to 160°C. When the temperature at the time of washing with the amide compound is within the above range, the solubility of the by-product generated during the production of polyarylene sulfide in water can be increased to maximize the removal of the by-product.

본 발명은 제3 단계에서 상기 슬러리를 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척하는 공정을 포함하여, 폴리아릴렌 설파이드에 친수성 관능기를 도입할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드는 친수성이 증가되어 커플링제, 유리 섬유 등과의 혼련성이 증가될 수 있다. 즉, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드는 커플링제, 유리 섬유 등과 혼합 시 반응성이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드, 커플링제 및 유리 섬유 등을 포함하는 조성물로 제조된 성형품은 기계적 물성, 예를 들어, 강도가 우수할 수 있다.The present invention can introduce a hydrophilic functional group to the polyarylene sulfide, including the step of washing the slurry with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step. Accordingly, the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention may have increased hydrophilicity, thereby increasing kneading properties with a coupling agent, glass fiber, and the like. That is, the polyarylene sulfide prepared according to the manufacturing method of the present invention may have improved reactivity when mixed with a coupling agent, glass fiber, or the like. Therefore, a molded article made of a composition including a polyarylene sulfide, a coupling agent, and glass fiber into which a hydrophilic functional group prepared according to an exemplary embodiment of the present invention is introduced may have excellent mechanical properties, for example, strength. .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제3 단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 1 bar 초과 15 bar 이하의 압력에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척 할 때의 압력은 2 bar 내지 14 bar, 3 bar 내지 13 bar, 4 bar 내지 12 bar, 5 bar 내지 11 bar 또는 6 bar 내지 10 bar일 수 있다. 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척 할 때의 압력이 상기 범위 내인 경우, 잔여 부산물의 세척 효과가 증대될 수 있다. 이에 따라, 총휘발성유기화합물(tVOC)의 양이 적은 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다. 그리고, 열적 안정성이 우수한 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step may be performed at a pressure of more than 1 bar and less than or equal to 15 bar. Specifically, the pressure when washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure may be 2 bar to 14 bar, 3 bar to 13 bar, 4 bar to 12 bar, 5 bar to 11 bar, or 6 bar to 10 bar. When the pressure when washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure is within the above range, the washing effect of residual by-products may be increased. Accordingly, it is possible to provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having a small amount of total volatile organic compound (tVOC) is introduced. And, it is possible to provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having excellent thermal stability is introduced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제3 단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 90 ℃ 초과 200 ℃ 이하의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척할 때의 온도는 100 ℃ 내지 190 ℃, 110 ℃ 내지 180 ℃, 120 ℃ 내지 190℃, 130 ℃ 내지 180 ℃, 140 ℃ 내지 170 ℃ 또는 150 ℃ 내지 160 ℃ 일 수 있다. 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척할 때의 온도가 상기 범위 내인 경우, 폴리아릴렌 설파이드 슬러리가 적절한 유동성을 띄어, 폴리아릴렌 설파이드 말단기의 산 치환 반응이 효과적으로 일어날 수 있다. 구체적으로 200 ℃를 초과하는 경우 산으로 인해 해리반응이 일어날 수 있고, 온도를 승온하기 위해 소요되는 시간과 비용이 증가하므로 제조비용이 증가하는 것을 방지할 수 있다, 또한, 고온, 고압 조건을 견딜수 있는 반응기가 요구되어 설비단가가 올가는 문제를 방지할 수 있으며, 반응기의 산 부식속도가 증가하는 문제를 방지할 수 있다. 결국 산의 사용양을 줄일 수 있고, 추후 물세척으로 산을 씻어내는 공정을 간소화하거나 제거할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step may be performed at a temperature of more than 90° C. and 200° C. or less. Specifically, the temperature when washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure is 100°C to 190°C, 110°C to 180°C, 120°C to 190°C, 130°C to 180°C, 140°C to 170°C, or 150°C to 160°C. ℃ Can be When the temperature at the time of washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure is within the above range, the polyarylene sulfide slurry exhibits appropriate fluidity, so that the acid substitution reaction of the end group of the polyarylene sulfide can occur effectively. Specifically, if the temperature exceeds 200 ℃, dissociation reaction may occur due to acid, and the time and cost required to increase the temperature increase, thus preventing an increase in manufacturing cost. In addition, it can withstand high temperature and high pressure conditions. It is possible to prevent the problem of increasing the cost of equipment due to the need for a reactor that is equipped with, and it is possible to prevent the problem of increasing the acid corrosion rate of the reactor. Eventually, the amount of acid used can be reduced, and the process of washing the acid by washing with water can be simplified or eliminated.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제 3단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 pH가 5 내지 6인 세척수에서 수행되는 것일 수 있다. 세척수의 pH가 상기 범위 내인 경우, 폴리아릴렌 설파이드 말단기의 산 치환 반응이 효과적으로 일어날 수 있다. 이에 따라, 폴리아릴렌 설파이드의 친수성이 증가되어 커플링제, 유리 섬유 등과의 혼련성이 증가될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step may be performed in washing water having a pH of 5 to 6. When the pH of the washing water is within the above range, an acid substitution reaction of the end group of polyarylene sulfide may occur effectively. Accordingly, the hydrophilicity of the polyarylene sulfide is increased, so that kneading properties with a coupling agent, glass fiber, and the like may be increased.

본 발명의 일 실시상태에 따른 제3 단계는 산성 수용액으로 세척하는 공정 이후 별도의 유기 용매로 세척하는 공정을 포함하지 않는다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제3 단계에서 산성 수용액으로 세척한 후 물로 추가 세척하는 공정은 산의 중화를 위한 공정으로서, 예를 들어, 물로 2 회 세척하는 것일 수 있다.The third step according to an exemplary embodiment of the present invention does not include a process of washing with a separate organic solvent after the process of washing with an acidic aqueous solution. According to an exemplary embodiment of the present invention, the process of washing with an acidic aqueous solution and then additionally washing with water in the third step is a process for neutralizing acid, and may be, for example, washing twice with water.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 친수성 관능기는 카르복시기, 히드록시기 및 아민기 중 1종 이상일 수 있다. 상기 친수성 관능기는 바람직하게는 카르복시기일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the hydrophilic functional group may be at least one of a carboxyl group, a hydroxy group, and an amine group. The hydrophilic functional group may preferably be a carboxyl group.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 제공되는 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드는 말단에 친수성 관능기, 예를 들어, 카르복시기를 가지므로, 커플링제, 유리 섬유 등과의 혼련성이 우수하여, 결과적으로, 우수한 품질을 갖는 성형품을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 자동차, 전기전자 제품 또는 기계 부품에서의 금속 대체용 성형품의 제조, 특히 우수한 기계적 특성이 요구되는 자동차 램프용 반사판, 베이스 플레이트 등의 제조에 유용할 수 있다.As described above, the polyarylene sulfide having a hydrophilic functional group introduced according to the manufacturing method of the present invention has a hydrophilic functional group, for example, a carboxy group, at the terminal, and thus has excellent kneading properties with a coupling agent, glass fiber, etc. , As a result, it is possible to provide a molded article having excellent quality. Accordingly, the present invention may be useful in the manufacture of a molded article for metal replacement in automobiles, electrical and electronic products, or mechanical parts, particularly in the manufacture of reflectors, base plates, and the like for automobile lamps that require excellent mechanical properties.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드는 85 % 이상의 수율로 생성될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced may be produced in a yield of 85% or more.

본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 커플링제에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps - ca)은 2.3 이상일 수 있다. 예를 들어, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 커플링제에 대한 반응성은 2.32 이상일 수 있다. 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 커플링제에 대한 반응성이 상기 범위 내인 경우, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드를 이용하여 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다. Reactivity (MFR pps / MFR pps - ca ) of the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention to a coupling agent into which a hydrophilic functional group is introduced may be 2.3 or more. For example, the reactivity of the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced may be 2.32 or more. When the reactivity of the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced is within the above range, a molded article having excellent mechanical properties may be provided by using the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된, 상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 유리섬유에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps - gf)은 12 이상일 수 있다. 예를 들어, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 유리섬유에 대한 반응성은 13 이상 또는 13.06 이상일 수 있다. 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 유리섬유에 대한 반응성이 상기 범위 내인 경우, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드를 이용하여 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다. The reactivity (MFR pps / MFR pps - gf ) of the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention to the glass fiber into which the hydrophilic functional group is introduced may be 12 or more. For example, the reactivity of the polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced may be 13 or more or 13.06 or more. When the reactivity of the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced is within the above range, a molded article having excellent mechanical properties may be provided by using the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된, 상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 용융 안정성(MFRpps/MFRpps , 20min)은 1 내지 1.20일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드는 열적 안정성이 우수할 수 있다. Melt stability (MFR pps / MFR pps , 20min ) of the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention, the hydrophilic functional group is introduced may be 1 to 1.20. Therefore, the polyarylene sulfide prepared according to an exemplary embodiment of the present invention may have excellent thermal stability.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail in order to describe the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예Example 1 One

30 L 반응기(제조사, 제품명)에 1 당량의 황화수소나트륨(NaSH), 1.05 당량의 수산화나트륨(NaOH)을 4.72 당량의 탈이온수(DI water)와 1.65 당량의 N-메틸-2-피롤리론(NMP)의 혼합용매에서 0.44 당량의 아세트산나트륨(NaOAc) 존재 하에 반응시킨 후 탈수 반응을 수행하여, 황화나트륨(Na2S)을 제조하였다.In a 30 L reactor (manufacturer, product name), 1 equivalent of sodium hydrogen sulfide (NaSH) and 1.05 equivalents of sodium hydroxide (NaOH) were added 4.72 equivalents of DI water and 1.65 equivalents of N-methyl-2-pyrroleone ( NMP) was reacted in the presence of 0.44 equivalents of sodium acetate (NaOAc) in a mixed solvent, followed by dehydration, to prepare sodium sulfide (Na 2 S).

상기 황화나트륨을 포함하는 반응기에 1.04 당량의 p-디클로로벤젠(p-DCB) 및 1.65 당량의 NMP를 첨가하고, 230 도까지 온도를 올린 후 3 시간 동안 온도를 유지하며 중합 반응시킨 다음, 260 도까지 온도를 올린 후 1 시간 동안 온도를 유지하며 중합 반응시켜 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 포함하는 슬러리를 제조하였다.To the reactor containing sodium sulfide, 1.04 equivalents of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 1.65 equivalents of NMP were added, the temperature was raised to 230 degrees, and the temperature was maintained for 3 hours, followed by polymerization reaction, and then 260 degrees. After raising the temperature to, a polymerization reaction was carried out while maintaining the temperature for 1 hour to prepare a slurry containing polyphenylene sulfide (PPS).

상기 PPS 슬러리를 90 ℃ 에서 물(PPS 슬러리 대비 5배의 양)로 30 분 동안 세척 후 150 ℃ 에서 NMP로 30 분 동안 세척하고, 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척한 후, 물로 2회 추가 세척하고, 진공 오븐에서 건조(150 ℃, 8시간 동안)하여 카르복시기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.The PPS slurry was washed at 90° C. with water (5 times the amount of PPS slurry) for 30 minutes, and then washed with NMP at 150° C. for 30 minutes, and acetic acid contained 0.4 wt% at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar. After washing with an aqueous acetic acid solution for 30 minutes, it was further washed twice with water, and dried in a vacuum oven (150° C. for 8 hours) to prepare a polyarylene sulfide into which a carboxy group was introduced.

실시예Example 2 2

실시예 1에서 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척 하는 것 대신에, 120 ℃·1.5 bar 내지 2.5bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.Instead of washing for 30 minutes with an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% of acetic acid at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar conditions in Example 1, 0.4 wt% of acetic acid was included at 120° C.·1.5 bar to 2.5 bar conditions. Polyarylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except that it was washed with an aqueous acetic acid solution for 30 minutes.

비교예Comparative example 1 One

실시예 1에서 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척 하는 것 대신에, 90 ℃·1 bar 조건에서 탈이온수로 30 분 동안 세척한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.In Example 1, instead of washing with an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% of acetic acid at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar for 30 minutes, except for washing with deionized water at 90° C.·1 bar for 30 minutes Then, polyarylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예Comparative example 2 2

실시예 1에서 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척 하는 것 대신에, 90 ℃·1 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.Instead of washing for 30 minutes with an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% acetic acid at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar conditions in Example 1, an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% acetic acid at 90° C.·1 bar condition was used. Polyarylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except for washing for 30 minutes.

비교예Comparative example 3 3

실시예 1에서 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척 하는 것 대신에, 90 ℃·1 bar 조건에서 아세트산이 0.8 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.In Example 1, instead of washing with an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% of acetic acid at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar for 30 minutes, an acetic acid aqueous solution containing 0.8 wt% of acetic acid at 90° C.·1 bar was used. Polyarylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except for washing for 30 minutes.

비교예Comparative example 4 4

실시예 1에서 150 ℃·3.5 bar 내지 4.5 bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척 하는 것 대신에, 210 ℃·18bar 조건에서 아세트산이 0.4 wt% 포함된 아세트산 수용액으로 30 분 동안 세척한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아릴렌 설파이드를 제조하였다.In Example 1, instead of washing with an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% of acetic acid at 150° C.·3.5 bar to 4.5 bar for 30 minutes, an acetic acid aqueous solution containing 0.4 wt% of acetic acid at 210° C.·18 bar was used. Polyarylene sulfide was prepared in the same manner as in Example 1, except for washing for a minute.

시험예Test example 1 One

실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 4에서 제조된 PPS 각각의 MFR(MFRpps); 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 4에서 제조된 PPS 50 g 각각을 실란계 커플링제인 A-187(제조사) 0.25 g과 교반한 후의 MFR(MFRpps - ca); 및 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 4에서 제조된 PPS 4000 g 각각을 유리 섬유(ECS390C, CPIC社) 1600 g과 컴파운딩한 후의 MFR(MFRpps-gf);을 MI-4(Gotffert社)를 이용하여 ASTM D1238-04 조건(5kg, 315 ℃, 4 분)에서 측정하고, MFR (MFR pps ) of each of the PPS prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4; MFR (MFR pps - ca ) after stirring each of 50 g of PPS prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 with 0.25 g of A-187 (manufacturer), a silane-based coupling agent; And MFR (MFR pps-gf ) after compounding each of 4000 g of PPS prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 with 1600 g of glass fiber (ECS390C, CPIC); MI-4 (Gotffert) ) Using ASTM D1238-04 conditions (5kg, 315 ℃, 4 minutes),

실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 4에서 제조된 PPS 각각의 MFR(MFRpps, 20min)을 MI-4(Gotffert社)를 이용하여 (5kg, 315 ℃, 4 분)조건에서 측정한 후, After measuring the MFR (MFR pps, 20min ) of each of the PPSs prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 using MI-4 (Gotffert) under (5kg, 315°C, 4 minutes) conditions,

하기 식 1 내지 식 3과 같이 PPS의 커플링제에 대한 반응성 및 유리 섬유에 대한 반응성과 용융 안전성을 계산하여, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The reactivity of the PPS to the coupling agent and the reactivity to the glass fiber and melt stability were calculated as shown in Equations 1 to 3 below, and the results are shown in Table 1 below.

[식 1][Equation 1]

PPS의 커플링제에 대한 반응성 = MFRpps/MFRpps - ca PPS reactivity to coupling agent = MFR pps / MFR pps - ca

[식 2][Equation 2]

PPS의 유리 섬유에 대한 반응성 = MFRpps/MFRpps - gf Reactivity of PPS to Glass Fiber = MFR pps / MFR pps - gf

[식 3][Equation 3]

용융 안정성 = MFRpps/MFRpps , 20min Melt Stability = MFR pps / MFR pps , 20min

시험예Test example 2 2

톨루엔 17mg을 10ml 메탄올에 묽혀 만든 1.7ug/uL의 톨루엔 표준용액 1uL을 시험관에 주입하고 Purge&Trap sampler-GC/MS(JTD-505, JAI社)를 이용하여 320 ℃/10 분 조건에서 크로마토그램을 얻고, 톨루엔 표준용액의 크로마토그램의 피크 면적(Astd)을 확인하였다. 그리고, 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 4에서 제조한 PPS 20 mg을 각각 시험관에 주입하고, 글라스울로 시험관 상부를 막은 뒤, Purge&Trap sampler-GC/MS(JTD-505, JAI社)를 이용하여 320 ℃/10 분 조건에서 크로마토그램을 얻고, 측정 시료에 존재하는 휘발성 물질들의 크로마토그램의 피크 면적의 합(Acompound)을 확인하였다.1uL of 1.7ug/uL of toluene standard solution prepared by diluting 17mg of toluene in 10ml methanol was injected into a test tube, and a chromatogram was obtained at 320℃/10 minutes using Purge&Trap sampler-GC/MS (JTD-505, JAI). , The peak area (A std ) of the chromatogram of the toluene standard solution was confirmed. In addition, 20 mg of PPS prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 were respectively injected into a test tube, and the upper part of the test tube was closed with glass wool, and then Purge&Trap sampler-GC/MS (JTD-505, JAI company) was used. The chromatogram was obtained under the condition of 320° C./10 minutes, and the sum of the peak areas of the chromatogram of volatile substances present in the measurement sample was confirmed (A compound ).

하기 식 4에 따라 tVOC 함량을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The tVOC content was calculated according to Equation 4 below, and the results are shown in Table 1 below.

[식 4][Equation 4]

tVOCcompound = [(Acompound/Astd)*Cstd]/Wsample tVOC compound = [(A compound /A std )*C std ]/W sample

tVOCcompound: 측정 시료 1 g에 존재하는 휘발성 물질들의 함량 (ug/g)tVOC compound : The content of volatile substances present in 1 g of the measurement sample (ug/g)

Acompound: 측정 시료에 존재하는 휘발성 물질들의 크로마토그램의 피크 면적의 합A compound : Sum of peak areas of chromatogram of volatile substances present in the measurement sample

Astd: 톨루엔 표준용액의 크로마토그램의 피크 면적A std : Peak area of chromatogram of toluene standard solution

Cstd: 톨루엔 표준용액을 사용하여 주입된 톨루엔 질량 (ug)C std : Mass of toluene injected using standard toluene solution (ug)

Wsample: 측정 시료의 무게 (g)Wsample: weight of the measurement sample (g)

PPS의 커플링제에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps-ca)Reactivity of PPS to the coupling agent (MFR pps / MFR pps-ca ) PPS의 유리 섬유에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps-gf)Reactivity of PPS to glass fibers (MFR pps / MFR pps-gf ) 용융 안정성(MFRpps/MFRpps, 20min)Melt Stability (MFR pps /MFR pps, 20min ) tVOC (ppm)tVOC (ppm) 실시예 1Example 1 2.382.38 13.0613.06 1.21.2 540540 실시예 2Example 2 2.242.24 12.0812.08 1.181.18 580580 비교예 1Comparative Example 1 1.121.12 5.455.45 1.541.54 10201020 비교예 2Comparative Example 2 1.611.61 10.5510.55 1.231.23 780780 비교예 3Comparative Example 3 1.871.87 11.3211.32 1.221.22 640640 비교예 4Comparative Example 4 2.122.12 11.5411.54 1.871.87 12401240

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 및 2에서 제조된 PPS는 PPS 슬러리를 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척하는 공정을 포함하여, PPS의 커플링제에 대한 반응성, PPS의 유리 섬유에 대한 반응성이 모두 비교예 1 내지 4에 비하여 우수한 것을 확인하였다. Referring to Table 1 above, the PPS prepared in Examples 1 and 2 includes the process of washing the PPS slurry with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure, and the reactivity of PPS to the coupling agent and the reactivity of PPS to the glass fiber It was confirmed that all are superior to Comparative Examples 1 to 4.

또한, 실시예 1 및 2는 비교예 1 내지 4에 비하여 용융 안정성 값이 1에 근접한 값으로, 고온(315 ℃)에서 20 분 동안 방치한 후의 MFR 값과 4분 동안 방치한 후의 MFR 값의 차이가 크지 않은 것을 확인하였다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시상태에 따른 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법은 커플링제, 유리 섬유와의 혼련성이 우수함과 동시에 열적 안정성이 우수한 폴리아릴렌 설파이드를 제공하는 것을 알 수 있다.In addition, Examples 1 and 2 have a melt stability value close to 1 compared to Comparative Examples 1 to 4, and the difference between the MFR value after standing at a high temperature (315 °C) for 20 minutes and the MFR value after standing for 4 minutes It was confirmed that the is not large. Accordingly, it was found that the method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group was introduced according to an exemplary embodiment of the present invention provides a polyarylene sulfide having excellent kneading properties with a coupling agent and glass fiber, and excellent thermal stability. I can.

그리고, 실시예 1 및 2에서 제조된 PPS에 존재하는 총휘발성유기화합물(tVOC)의 양이 비교예 1 내지 4에서 제조된 PPS에 존재하는 tVOC의 양에 비하여 적은 것을 확인하였으며, 이로부터 본 발명의 일 실시상태에 따른 폴리아릴렌 설파이드 제조방법은 총휘발성유기화합물(tVOC)의 양이 적은 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다. And, it was confirmed that the amount of total volatile organic compounds (tVOC) present in the PPS prepared in Examples 1 and 2 was less than the amount of tVOC present in the PPS prepared in Comparative Examples 1 to 4, from which the present invention It can be seen that the method for producing polyarylene sulfide according to an exemplary embodiment of can provide a polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group having a small amount of total volatile organic compound (tVOC) is introduced.

그러므로, 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 폴리아릴렌 설파이드를 이용하여 성형품을 제조하는 경우 기계적 물성이 우수한 성형품을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that when a molded article is manufactured using the polyarylene sulfide manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention, a molded article having excellent mechanical properties can be provided.

Claims (12)

알칼리 금속의 수황화물 및 알칼리 금속의 수산화물을 물과 아미드계 화합물의 혼합용매에서 알칼리 금속의 유기산염의 존재 하에 반응시킨 후 탈수 반응(dehydration)을 수행하여, 알칼리 금속의 황화물을 제조하는 제1 단계;
상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기에 디할로겐화 방향족 화합물 및 아미드계 화합물을 첨가하고, 중합 반응시켜 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는 슬러리를 제조하는 제2 단계; 및
상기 슬러리를 물로 세척 후 아미드계 화합물로 세척 또는 아미드계 화합물로 세척 후 물로 세척하고, 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척한 후, 물로 추가 세척하여, 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드를 제조하는 제3 단계;를 포함하는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
A first step of reacting a hydrosulfide of an alkali metal and a hydroxide of an alkali metal in a mixed solvent of water and an amide compound in the presence of an organic acid salt of an alkali metal and then performing dehydration to prepare a sulfide of an alkali metal;
A second step of adding a dihalogenated aromatic compound and an amide compound to the reactor containing the sulfide of the alkali metal and performing a polymerization reaction to prepare a slurry containing polyarylene sulfide; And
Washing the slurry with water, followed by washing with an amide compound or with an amide compound, followed by washing with water, washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure, and further washing with water to prepare a polyarylene sulfide having a hydrophilic functional group introduced therein. Including a third step;
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제1 단계의 탈수 반응은 180 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
The dehydration reaction of the first step is carried out at a temperature of 180 ℃ to 200 ℃
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계를 수행하기 전에, 상기 알칼리 금속의 황화물을 포함하는 반응기의 온도를 150 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 하강시키는 단계를 더 포함하는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Before performing the second step, further comprising the step of lowering the temperature of the reactor containing the sulfide of the alkali metal to a temperature of 150 ℃ to 180 ℃
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계의 물로 세척은 80 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Washing with water in the third step is performed at a temperature of 80 ℃ to 90 ℃
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계의 아미드계 화합물로 세척은 140 ℃ 내지 160 ℃의 온도에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Washing with the amide-based compound in the third step is performed at a temperature of 140°C to 160°C.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 1 bar 초과 15 bar 이하의 압력에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step is performed at a pressure of more than 1 bar and less than 15 bar.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 90 ℃ 초과 200 ℃이하의 온도에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step is performed at a temperature of more than 90 ℃ and not more than 200 ℃.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 제 3단계의 고온·고압에서 산성 수용액으로 세척은 pH가 5 내지 6인 세척수에서 수행되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
Washing with an acidic aqueous solution at high temperature and high pressure in the third step is performed in washing water having a pH of 5 to 6
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 친수성 관능기는 카르복시기, 히드록시기 및 아민기 중 1종 이상인
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
The hydrophilic functional group is at least one of a carboxyl group, a hydroxy group, and an amine group.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드는 85 % 이상의 수율로 생성되는
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
The polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced is produced in a yield of 85% or more.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 커플링제에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps-ca)은 2.3 이상인
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
The reactivity of the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced to the coupling agent (MFR pps / MFR pps-ca ) is 2.3 or more.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
제1항에 있어서,
상기 친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 유리섬유에 대한 반응성(MFRpps/MFRpps-gf)은 12 이상인
친수성 관능기가 도입된 폴리아릴렌 설파이드의 제조방법.
The method of claim 1,
The reactivity of the polyarylene sulfide into which the hydrophilic functional group is introduced to the glass fiber (MFR pps / MFR pps-gf ) is 12 or more.
A method for producing polyarylene sulfide into which a hydrophilic functional group is introduced.
KR1020190138159A 2019-10-31 2019-10-31 Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group KR20210052074A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190138159A KR20210052074A (en) 2019-10-31 2019-10-31 Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190138159A KR20210052074A (en) 2019-10-31 2019-10-31 Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210052074A true KR20210052074A (en) 2021-05-10

Family

ID=75918282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190138159A KR20210052074A (en) 2019-10-31 2019-10-31 Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210052074A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101324270B1 (en) Method for producing acid radical-containing polyarylene sulfide resin
JP5392537B2 (en) Process for producing polyarylene sulfide
US10072123B2 (en) Polyarylene sulfide production method and polyarylene sulfide
KR20180074566A (en) Method for preparing of polyphenylene sulfide and highly viscous polyphenylene sulfide
KR102173641B1 (en) Process for preparing polyarylene sulfide
JPS6324530B2 (en)
KR102094448B1 (en) Method for preparing polyarylene sulfide
JPH08170016A (en) Polyarylene sulfide resin composition
JP5760756B2 (en) Polyarylene sulfide and process for producing the same
KR20200136316A (en) Method for preparing polyarylene sulfide
KR102180533B1 (en) Method for preparing polyarylene sulfide
KR20210052074A (en) Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide Having Hydrophilic Functional Group
KR102196506B1 (en) Process for preparing polyarylene sulfide
KR102306016B1 (en) Method for praparing polyarylene sulfide
KR102296583B1 (en) Method for purifying polyarylene sulfide
KR102663676B1 (en) Manufacturing Method For Polyarylene Sulfide
KR20210089888A (en) Process for preparation of polyphenylene sulfide
KR102658772B1 (en) Manufacturing Method of Polyarylene Sulfide
KR20210047649A (en) Manufacturing Method For Polyarylene Sulfide
KR20210027977A (en) Method for preparing polyarylene sulfide
KR20210047647A (en) The manufacturing method for low gas crosslinked polyarylene sulfide and therefor
KR102088007B1 (en) Method for preparing polyarylene sulfide
KR20210094736A (en) Method for purifying polyarylene sulfide and polyarylene sulfide resin using the same
KR102251404B1 (en) Process for preparing polyarylene sulfide
KR20210090377A (en) Manufacturing Method For Polyarylene Sulfide

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application