[发明专利]低氯聚苯硫醚树脂的合成工艺

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料树脂合成，尤其是聚苯硫醚树脂生产领域。

背景技术

高性能聚苯硫醚具有优异得耐化学药品性和高温下的热稳定性，并具有阻燃、绝缘、耐辐射和良好的机械性能。为探索该材料的合成方法，是各国的研究者们一直在不断努力的寻求。

在美国专利NO：4761468中叙述了使用巯基和巯基金属盐等化学物质在聚苯硫醚树脂合成以后对聚苯硫醚树脂进行处理，从而降低聚苯硫醚树脂中氯元素的含量，这样处理以后是聚苯硫醚树脂通过改性应用于电子元件领域，其主要目的是提高聚苯硫醚材料的绝缘性能。其该发明是采用封端的方式来对低分子量的聚苯硫醚树脂进行处理，为此其巯基和巯基金属盐化合物的价格均比较高，从而增加聚苯硫醚树脂的成本。

在美国专利NO：4820801中叙述了使用一种还原剂处理合成后的聚苯硫醚树脂，从而降低聚苯硫醚树脂中的氯元素的含量，经过这样处理后的聚苯硫醚树脂作为电子封装材料，其目的是提高电子电器材料的电绝缘性能。其该发明也是采用封端的方式来对低分子量的聚苯硫醚树脂进行处理，为此其还原化合物的价格均比较高，从而增加合成聚苯硫醚树脂的成本。

就现有聚苯硫醚合成技术来看，聚苯硫醚树脂的合成一般采用硫化钠与对二氯苯(P-DCB)为原材料的方式，虽然美国Phillips公司和日本的聚苯硫醚树脂生产公司生产的聚苯硫醚树脂基本没有在原材料上改变多少，从而通过加入辅助材料的工艺控制手段来实现聚苯硫醚树脂达到低氯的目的，但未见其掺混其他Na₂SO₄和硫化氢具体工艺介绍。

发明内容

本发明的目的是研究一种含有低卤元素的聚苯硫醚树脂的聚合工艺，在不增加聚苯硫醚树脂合成成本的前提下，通过合理选择工艺控制条件、原料、辅助材料来改善树脂的多分散系数和氧指数，降低卤素元素的含量，达到优化其电气绝缘性能的最终目的。

本发明的目的是通过以下手段实现的。

低氯聚苯硫醚树脂的合成工艺，采用硫化钠与对二氯苯为原料，N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，缩聚生产低氯聚苯硫醚树脂；硫化钠∶与对二氯苯∶NMP∶NaOH∶Na₂SO₄∶H₂S的摩尔比为1∶1∶4.5∶0.1-0.3∶0.1-0.05∶0.01；合成工艺包含：

1)、在硫化钠脱水处理阶段，五水硫化钠晶体加入到普通反应釜中，在二氧化碳气体的保护下，并加热到120-130℃，使硫化钠充分溶解，然后将溶液输入保温温度为120-130℃装有3层18cm/层5埃分子筛的吸水柱，经过分子筛吸水处理硫化钠溶液；

2)、经1)吸水处理后硫化钠溶液中含水量为1.2-1.5mol/molNa₂S后，称NMP溶剂从分子筛的吸水柱顶部加入，直接流入的高压反应釜，再在反应釜中加入NaOH及相应摩尔比质量的对二氯苯；

3)、用二氧化碳气置换出反应釜中的空气，然后密闭反应釜后，温度上升到240±2℃，并在该温度下保温2-3h，加入相应摩尔比的Na₂SO₄，然后将温度上升到260±2℃保温2-3h待用；

4)将3)获得的聚合物混合浆料以20℃/min的降温速度，降到140℃后，向反应釜中加入相应摩尔比的H₂S气体，然后将温度升到260±2℃，保温0.5h待用；

5)将4)得到的聚合物混合浆料，温度下降到130-140℃时物料放出至板式过滤器进行固-液分离，去离子水洗涤固体物，经过干燥得到氯含量为400～900ppm的聚苯硫醚树脂。

采用如上手段后，尤其是Na₂SO₄和硫化氢原料掺混后，得到多分散系数较低且分子量分布很窄，以及数均分子量在3.7-4.8万之间，卤元素总含量在400-900之间的聚苯硫醚树脂树脂，树脂的结晶度、白度、机械强度、熔融黏度、氧指数、多分散系数更为优异，本方法合成的聚苯硫醚树脂用于电子电器的绝缘材料，其树脂的绝缘性能更为优异，及其他性能得到进一步提高，使用温度和熔点都有不同程度地提高。

本发明在-Ar-S-的分子结构的末端接上-Ar-M结构(M表示为氨基或钠离子)，在高分子材料的末端形成-Ar-S-Ar-M这样一种分子结构，而这些分结构可能是有序排列、无序排列、甚至通过加料来的控制分子结构——即封端式的分子结构，这样的目的是提高聚苯硫醚树脂树脂的电绝缘性能指标，采用本发明得到的聚苯硫醚树脂树脂用于注塑、挤塑成模制品，会提高模制品的电绝缘强度。