[发明专利]一种分子量分布窄的高透光率聚醚砜树脂的高压合成方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种分子量分布窄的高透光率聚醚砜树脂的工业化高压合成方法。

背景技术

聚醚砜(PES)是一种热塑型特种工程塑料，由于其分子链中同时具有苯环的刚性、醚基的柔性及砜基与整个结构单元形成的大共轭体系，因此PES具有强度高、耐温(可在180℃长期使用)、耐燃、耐辐射、抗酸、抗氧化、抗溶剂、生物相容、物理机械性能和绝缘性能优良等特点,是一种综合性能优异的聚合物材料，在许多领域得到广泛的应用。

聚醚砜具有优异的耐高温、高强度、抗静电和高的金属粘结力等特性，但由于现有生产工艺的缺陷，生产的聚醚砜大多色泽较深，且透光率不高，主要局限于成膜和涂料领域。现有聚醚砜的生产工艺通常都是在常压体系中反应制备的，常压条件下聚合需加入苯类等分水剂，这无疑增加了后处理工艺的难度，也出现了因后处理工艺中苯类去除不干净而影响物料的透光度、白度等性能问题；同时后处理和回收过程还需要庞大设备及复杂工艺，造成生产成本偏高和生产周期拉长。中国专利CN103254421A公开了一种芳香族聚砜树脂的高压合成方法，但此法合成出来的聚砜黄度指数较高，透光率偏低，限制了实际应用。中国专利CN100448933C公开了一种具有很低色泽和高透光率性能的聚砜组合物以及由此制造的商品，但需要另外加入蓝色或紫色色粉或有机荧光增白剂来调色，但聚砜对添加剂比较敏感，长期使用，产品容易发生变形、扭曲、压力脆裂等问题，降低产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种能明显提高产能、降低能耗和节约成本的一种低色泽和高透光率聚醚砜树脂的工业化高压合成方法，打破产品原有应用领域的局限，为汽车、智能手机、电子、电器、军工、航天和3D打印等领域提供品质优异、稳定的高性能功能化材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种分子量分布窄的高透光率聚醚砜树脂的高压合成方法，包括以下步骤：

(1)聚合反应

在反应釜内依次加入4,4′-二氯二苯砜、4,4′-二羟基二苯砜、环烷烃双酚、成盐剂，再加入低沸点有机溶剂使固体物料的固含量达到25～45％；抽出釜内气体至-0.09MPa后，通入惰性气体使釜内压力升至0.1MPa，反复此过程五次把釜内空气置换掉，再通入惰性气体将釜内压力升至2.0～3.0MPa；加热使釜内温度达到200℃，恒温1小时后将温度升温至230℃，恒温3小时，加入封端剂，继续反应40min，得聚合粘液；

所述环烷烃双酚的结构通式如下：

其中R₁为1～28个碳原子的烷基、5～26个碳原子的脂环基、1～28个碳原子的烷氧基、6～26个碳原子的芳基、6～26个碳原子的芳氧基、5～26个碳原子的脂环氧基中的任意一种；R₂、R₃为氢、1～28个碳原子的烷基、5～25个碳原子的脂环基、1～28个碳原子的烷氧基、6～25个碳原子的芳基、6～26个碳原子的脂环氧基中的任意一种；

(2)后处理

将聚合粘液经水冷却后粉碎成粉末，过滤后再用去离子水煮沸洗涤除去溶剂和副产物盐，干燥后即得成品。

优选地，所述环烷烃双酚的加入量是4,4′-二氯二苯砜摩尔量的0～50％，4,4′-二羟基二苯砜的加入量是4,4′-二氯二苯砜摩尔量的50～100％。所述封端剂的加入量是4,4′-二氯二苯砜摩尔量的1～5％。

优选地，所述低沸点有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种或多种。

优选地，所述封端剂选自3,4′-二氟二苯甲酮、3-氯-4-氟二苯甲酮、3-氟-4-氯二苯甲酮、3,4′-二氯二苯甲酮中的一种或多种。

优选地，所述成盐剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种。

优选地，所述惰性气体为氮气、二氧化碳中的一种或两种。

优选地，所述成盐剂的加入量是环烷烃双酚摩尔量的1.01～1.10倍。

优选地，聚合反应的压力1.0～3.0MPa，聚合时间3～5h。

优选地，聚合反应的压力2.0～3.0MPa，聚合时间3～4h。

优选地，在成盐反应阶段体系的固含量为10％～45％，进一步优选15％～35％，更优选20％～30％。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：