[发明专利]一种高性能聚酯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能聚酯材料的制备方法，属于高分子材料的制备领域。

背景技术

具有全芳香共轭结构的分子主链赋予了高分子材料特殊的使用性能，如高强度、耐高温及耐腐蚀、高抗冲击。这类材料可广泛用于航空航天、汽车工业、机械制造、电子电气、轴承工业、纺织工业、石油化工等工业领域。从分子结构上看，分子链上带有极性基团的全芳型聚合物可以与许多金属、非金属很好地粘合，并具有特殊的耐高温和化学稳定性、优良的物理机械性能、电性能，不溶于常见的各类溶剂，能经受多种酸、碱、盐和化学药品的腐蚀作用，可作为一种综合性能优异的耐热、防腐材料。经涂敷和烧结在物体表面可形成特殊性能的保护层，显著改变材料表面的理化特性，提高制件的抗蚀性和耐磨性。

目前国内外全芳香聚酯或聚酰胺的合成通常都是采用高反应活性，但同时又具有强腐蚀性的对苯二甲酰氯与对苯二胺或对苯二酚在苛刻的反应条件下制得，如美国Du Pont公司生产的kevlar聚酰胺纤维。以对苯二甲酰氯和对苯二酚来合成的高性能聚酯型高分子仍处于研究开发阶段。因此应用工艺简单、便于实施、操作的酯交换缩合聚合反应来制备苯二甲酸二酚类全芳香聚酯型高分子材料有广阔的应用前景，国内外尚未见到类似的文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高性能聚酯材料的制备方法，其特点是将芳香二酯类单体、二酚类单体，在催化剂存在下，采用酯交换法缩合聚合制得高性能的聚酯材料。

本发明的目的有以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外均为重量份数。

高性能聚酯材料的制备方法：

1、将芳香二酯类单体与二酚类单体按摩尔比1∶1～2.5、催化剂0.5％～2％加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应釜中，在惰性气体保护下，于温度100～250℃反应10～120分钟；

2、再将温度升至150～320℃，继续反应60～300分钟，获得高性能高分子材料；

其中，芳香二酯类单体为苯二甲酸二甲酯、苯二甲酸二乙酯、苯二甲酸二丙酯、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

二酚类单体为苯二酚、C1～C4烷基取代型苯二酚、双酚A中的至少一种。

酯交换缩合聚合反应的催化剂为辛酸亚锡、二丁基氧化锡、月桂酸二丁基锡、醋酸锌中的任一种。

采用上述方法制备得到的高性能聚酯材料。

高性能聚酯材料用于耐高温、耐腐蚀、耐有机溶剂的化工设备、输送管道、汽车及仪表零部件和电子电气元件领域。

本发明具有如下优点：

1、本发明开发了一种无须严格等当量配比、苛刻反应条件的全芳香聚酯型高分子的制备方法，具有反应条件宽松、缩聚物分子量高、缩聚反应时间短、产率高的优点。

2、本发明拓宽了制备全芳香聚酯型高分子材料单体的选择范围，降低了反应物料的成本，减少了高腐蚀性单体对设备的腐蚀，简化了生产工艺，有利于环境保护。

附图说明

图1为对苯二甲酸二甲酯和对苯二酚酯交换反应产物的红外光谱测试图。

测试结果表明缩聚物分子主链上无甲基、亚甲基的特征振动，1730cm^-1附近出现明显的酯基伸缩振动，1500～1900cm^-1内苯环的吸收峰及其取代的类型较为明显。

图2为对苯二甲酸二甲酯和对苯二酚酯交换产物的DSC测试曲线。

图3为对苯二甲酸二甲酯和对苯二酚酯交换产物的DTA测试曲线。

测试结果表明缩聚产物具有较高的玻璃化转变温度和耐热性，缩聚物的热性能超过了聚苯醚、聚苯硫醚等工程塑料。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质性的改进和调整。

实施例1

将60g(309mmol)对苯二甲酸二甲酯和30g(315mmol)对苯二酚加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的四口瓶中，搅拌速度300r/min。再加入0.9g(0.94％)辛酸亚锡，同时通氮气排空30分钟，升高体系温度至200℃反应60分钟，搅拌速度800r/min。升高反应温度至280℃，当体系由淡黄色转变为浅灰色时，向体系中通入氮气，继续反应2小时，收集酯交换缩聚小分子产物-甲醇，减压蒸出未反应的芳香二酯和二酚，获得高性能聚酯材料。

实施例2