[发明专利]含氟联苯聚醚砜共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚芳醚砜的合成技术领域，具体涉及一种含氟联苯聚醚砜共聚物及其制备方法。

背景技术

聚芳醚砜是一类综合物理性能非常优异的特种工程塑料，工业上重要的聚芳醚砜包括聚醚砜（PES）和联苯聚醚砜（PPSU）。由于它们具有耐热性（热变形温度200～220℃）、耐热水性（可耐150～160℃的热水或蒸汽）、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，所以长期以来在电子、电气、机械、汽车、医疗器具、食品加工等领域得到广泛的应用。

聚芳醚砜可以用各种方法生产，如美国专利4108837和4175175描述了聚芳醚和尤其是聚芳醚砜的制备。在这些专利中描述了几种一步法和两步法，二元酚的双碱金属盐与二卤代苯型化合物在砜或者亚砜溶剂存在下，在基本上无水的条件下反应，在两步中，二元酚首先在砜或者亚砜溶剂存在下，通过与碱金属或者碱金属化合物进行缩聚反应。目前国际上以苏威公司为主已有万吨级以上产能。

不过在长期的应用推广过程中，不同的应用领域都不断提出了更高耐热等级的使用要求。另一方面，虽然聚芳醚砜是透明聚合物，但是他们具有黄色或琥珀色光，这种黄色在大量应用中是不希望的，消费者使用的餐具和婴儿奶瓶，是这类对颜色和外观敏感的应用的例子。专利CN03813830.1采用有机含磷化合物、着色剂和增亮剂来降低黄度和提高透光率，达到了较好的效果，然而这种添加剂的方式不可避免在长期使用过程中会出现一些小分子物质，导致产品使用效果逐渐变差，而且可能会有潜在的安全问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种含氟联苯聚醚砜共聚物及其制备方法，该含氟联苯聚醚砜共聚物具有较高的透光率和较高的热稳定性。

本发明公开了一种含氟联苯聚醚砜共聚物，所述含氟联苯聚醚砜共聚物为式I和式II表示的结构单元以50～99：1～50的摩尔比构成的无规共聚物，平均分子量为50000～200000：

式I为

式II为

或

式II中，X为或

进一步，所述式I和式II表示的结构单元的摩尔比为65～85：15～35。

进一步，所述含氟联苯聚醚砜共聚物的端基为氯端基或氟端基。

进一步，所述含氟联苯聚醚砜共聚物的玻璃化转变温度Tg为220～280℃。

进一步，所述含氟联苯聚醚砜共聚物的特性粘度为0.2～1.0dl/g。

本发明公开了上述含氟联苯聚醚砜共聚物的制备方法，由A、B和C三种单体组分，以碱金属盐为催化剂，在非质子极性溶剂中聚合制得；

A为联苯二酚，其结构式为

B为4,4’-二氯二苯砜，其结构式为

C为含氟单体，可以为2-(3’-三氟甲基)苯基侧基对苯二酚、双酚AF、2-氟对苯二酚或十氟联苯

2-(3’-三氟甲基)苯基侧基对苯二酚的结构式为

双酚AF的结构式为

2-氟对苯二酚的结构式为

十氟联苯的结构式为

本发明中，联苯二酚的羟基与4,4’-二氯二苯砜的氯基发生缩合反应得到式I表示的结构单元；如果选用前三种含氟单体（2-(3’-三氟甲基)苯基侧基对苯二酚、双酚AF、2-氟对苯二酚），其羟基与4,4’-二氯二苯砜的氯基发生缩合反应得到式II表示的一种结构单元；如果选用后一种含氟单体（十氟联苯），其对位氟基与联苯二酚的羟基发生缩合反应得到式II表示的另一种结构单元；三种单体同时加入，因此无规共聚为本发明的含氟联苯聚醚砜三元共聚物。

进一步，具体制备步骤如下：

1）将A、B和C三种单体组分搅拌加热溶解在非质子极性溶剂中，再加入碱金属盐和二甲苯，在搅拌下升温至190～220℃反应，排出水和二甲苯后，在230～240℃下继续反应3～4小时，停止反应，即完成聚合反应得到聚合物粘液；

2）将聚合物粘液冷却，粉碎，然后加水反复煮沸，直至盐含量降低到5ppm以下后，将所得聚合物粉末烘干，即得到所述含氟联苯聚醚砜共聚物。

进一步，所述碱金属盐为碳酸钠、碳酸钾或两者的混盐。

进一步，所述非质子极性溶剂为环丁砜或N-甲基吡咯烷酮。