[发明专利]三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法

权利要求书

1.一种三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，以二氟苯酮、磺化二氟苯酮及双酚为单体，采用磺化单体直接聚合法来合成，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.成盐：将双酚单体溶于溶剂中，惰性气氛下升温至115℃～120℃后，再加入部分催化剂，其用量为双酚单体摩尔数的1.0～1.2倍，升温至135℃～140℃反应1～2小时；

b.预聚：在步骤a所得溶液中加入部分二氟苯酮和磺化二氟苯酮以及带水剂甲苯或二甲苯，并补加剩余的催化剂，于135℃～140℃下搅拌反应2～4小时，再升温至140℃～150℃反应3～4小时；

c.聚合：在步骤b所得溶液中补加剩余的二氟苯酮和磺化二氟苯酮，140℃～150℃继续反应2～4小时，再升温至180℃～200℃反应8～10小时；

d.聚合产物的提纯工艺：将步骤c所得溶液降温至100℃～120℃，倒入去离子水中，冷却后用粉碎机粉碎、过滤；再用甲醇或者丙酮煮沸、过滤以除去其中的催化剂和溶剂；最后，将提纯出的产物置于真空干燥箱中于80℃～100℃下干燥12h～24h得质子交换膜用磺化聚醚醚酮；

所述的二氟苯酮单体为：4，4’-二氟二苯酮或4，4’-二氟三苯酮；

所述的磺化二氟苯酮单体为磺化4，4’-二氟二苯酮或磺化4，4’-二氟三苯酮；所述的双酚单体的结构式为；HO-A-OH，其中A为： 或 其中R为C1～C3的直链烷基；所述的二氟苯酮单体与磺化二氟苯酮单体的摩尔数之和等于双酚单体的摩尔数，并控制磺化度DS为0～200；

所述的催化剂为无水碳酸钠或无水碳酸钾，其用量为双酚单体摩尔数的1.2～1.8倍；所述的溶剂为：二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺，并控制反应体系中单体的固含量为25％～35％。 

2.根据权利要求1所述的三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，其特征在于所述磺化二氟苯酮单体需经50℃～100℃下真空干燥处理8～24小时。

3.根据权利要求1所述的三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，其特征在于所述催化剂需经80℃～120℃下干燥处理6～24小时。

4.根据权利要求1所述的三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，其特征在于所述带水剂与溶剂需经无水氢化物干燥处理。

5.根据权利要求1所述的三步法合成质子交换膜用磺化聚醚醚酮的方法，其特征在于所述磺化二氟苯酮单体的制备方法为：将摩尔比为1∶1.5～1∶3的4，4’-二氟二苯酮或4，4’-二氟三苯酮与发烟硫酸混合后，在100℃～120℃温度下，搅拌反应8～10小时，反应结束后冷却至室温；将反应液倒入冰水浴中终止反应，冷却后调节溶液pH值为7～8，经NaCl固体盐析、过滤、干燥，得到磺化粗产物；将该磺化粗产物溶于去离子水中，配制成饱和溶液，再加入乙醇或者甲醇，至溶液中呈现出大量的白色絮状物，抽滤，于80℃～100℃下真空干燥12～24小时，得白色针状晶体，即为磺化二氟苯酮。