[发明专利]一种含间苯链节的聚芳醚腈共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含间苯链节的聚芳醚腈共聚物及其制备方法，属于工程塑料领域。

背景技术

聚芳醚腈的研究始于1973年美国通用电器公司[U.S.P.3,730,946]，利用硝基取代反应，但副反应大，产物基本上没有实用性。80年代初期D.K.Mohanty等以二卤代苯甲腈制备了具有实际应用性能的聚芳醚腈均聚物[ACS Polymer Preprints，23(1)284(1982)；24(1)，147(1983)]，之后取得了快速发展，1986年日本S.Matsuo等申请了系列专利：EP0192177(1986)，EP0243000(1987)；U.S.P5,153,306(1992)；J.P05,310913(1993)。由于结构特征的限制，聚合物只能在高温熔融加工，使应用受到障碍。1994年中国的张连来申请了中国发明专利(CN94113028.6)主要在主链结构中引入酮基或砜基，增强了聚合物的溶解性。相关的文献有Journal of polymerscience，part A：polymer chemistry，31，3439(1993)；32，1071(1994)。Polymer35，18(1994)。这些研究都集中在简单结构中的均聚物体系。近年来主要出现了一些共聚物的初步研究、应用报道[Materials Letters，59(1)，59(2005)；60，137(2006)]，但其制备、分子设计简单，材料结构与性能的互动调整性差，性能单调。

其中所述的主要化学结构如下，是单组分酚构成的聚芳醚腈均聚物结构：

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种具有较好的热稳定性、力学性能和自阻燃性的聚芳醚腈共聚物，可用于特种工程塑料、薄膜、纤维及复合材料。本发明解决的另一技术问题是提供了该共聚物的制备方法。

本发明提供了一种含间苯链节的聚芳醚腈共聚物，其结构式为：

x+y＝2

x＝0.1-1.9

y＝1.9-0.1

本发明的结构主要以间苯型为基础结构的共聚物系列，其结构特点是含有至少两种不同的酚环结构。通过理化实验证明，本发明化合物的性在两种均聚物性能之间。由于共聚结构存在，破坏了均聚物的对称性，使共聚物的加工温度降低，溶解度增大。

进一步地，优选对苯二酚、联苯二酚或酚酞。优选苯二酚、联苯二酚和酚酞低成本化；在主链首选间苯结构后其对称性已有破坏，所以R优选体积大的或对称性高的以保证耐热温度。

本发明所制备的含间苯链节的聚芳醚腈共聚物白色、灰色或棕色的粉末粒状热塑性树脂，其玻璃化转变温度在140-290℃，结晶性共聚物树脂的熔点在200-375℃；产物具有高的热稳定性，分解5％的温度在380-550℃；具有较好的溶解性，在二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等强极性溶剂中具有较大的溶解性；较高的力学强度，溶液流延薄膜的拉伸强度在80-120MPA。

它是由间苯二酚和一种以上的芳香族二元酚与二氯苯甲腈在催化剂、非质子强极性溶剂、脱水剂作用下制备而成，其中，所述的非质子强极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺或环丁砜。

所述的非质子强极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮，所述的聚芳醚腈共聚物由下述摩尔配比的原料制备而成：

二氯苯甲腈2份、间苯二酚0.1-1.9份、芳香族二元酚1.9-0.1份、N-甲基吡咯烷酮10-35份、催化剂2.05-2.5份、脱水剂2-10份。

进一步地优选，所述的原料的摩尔配比为：

二氯苯甲腈2份、间苯二酚0.5-1.5份、芳香族二元酚1.5-0.5份、N-甲基吡咯烷酮10-35份、催化剂2.05-2.5份、脱水剂2-10份。

该范围的共聚物理化性能、加工性能、合成控制性能等综合性能最佳。

所述的芳香族二元酚为对苯二酚、联苯二酚、酚酞、4，4-二羟基二苯砜、4，4-二羟基甲酮、萘二酚、双酚A、双酚F中的一种或混合。

所述的催化剂为无水碳酸钾、无水碳酸钠中的一种或混合。

所述的脱水剂为甲苯、二甲苯中的一种或混合。

本发明还提供了该聚芳醚腈共聚物的制备方法，其特征在于：

(1)聚合反应：称取重量配比的原料：

二氯苯甲腈2份、间苯二酚0.1-1.9份、芳香族二元酚1.9-0.1份、N-甲基吡咯烷酮10-35份、催化剂2.05-2.5份、脱水剂2-10份；