[发明专利]一种低成本聚酰亚胺模塑粉生产方法

说明书

本发明公开了一种低成本聚酰亚胺模塑粉生产方法，包括如下步骤：1)甲醇和甲苯在催化剂作用下，烷基化反应得到二甲苯、三甲苯和四甲苯，将其中的二甲苯和三甲苯进行回收，与甲醇重新进行烷基化反应；2)均四甲苯在催化剂作用下与氧气反应，制备均苯四甲酸二酐，反应过程中产生的废气进行回收后与氧气重新进行催化反应；3)将制备得到的均苯四甲酸二酐与芳香族二胺在有机溶剂中，并在封端剂和共沸剂作用下制备得到聚酰亚胺模塑粉悬浮液，过滤时使用所述有机溶剂洗涤聚酰亚胺模塑粉滤饼。本发明以甲醇为最基本原料，大大降低了聚酰亚胺模塑粉的原料成本，具有非常广阔的市场空间。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种低成本聚酰亚胺模塑粉生产链。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一类由二酐和二胺形成的高分子材料，主链上含有酰亚胺环。是一类具有优良热稳定性、化学稳定性、介电性能和机械性能的高性能聚合物材料，在航天工业、汽车、微电子等领域中有非常重要的作用。具体的应用实例是飞机发动机零件、飞机磨损垫、自动传递轴瓦、密封环、材料加工设备零件以及轴密封装置等。

随着高科技的迅速发展，各行业对聚酰亚胺的需求量越来越大，然而聚酰亚胺的原料二酐和二胺生产中的转化率较低，使得成本较高，导致聚酰亚胺的使用成本较高，在很大程度上制约了聚酰亚胺的应用，尤其制约了在对经济上要求更高的民用市场中的应用。

目前，在聚酰亚胺模塑粉的生产过程中，一般是利用甲醇或丙酮等有机溶剂对制备得到的聚酰亚胺模塑粉进行洗涤，或采用以上有机溶剂与大量的水交替洗涤，产生大量的废水，导致后处理成本较高，严重制约着聚酰亚胺的发展。如专利CN 104710789一种聚酰亚胺模塑粉的制备方法中，在处理聚酰亚胺模塑粉时，使用大量的甲醇、乙醇或丙酮进行洗涤；CN 104231269 A一种聚酰亚胺及其制备方法和聚酰亚胺模塑粉中也是采用大量的乙醇对制备得到的聚酰亚胺模塑粉进行洗涤，产生大量的废水。该废水中含有大量的乙醇或甲醇或丙酮、反应体系中未反应完全的原料(如二胺、二酐、共沸剂、封端剂等)以及反应过程中产生的副产物等，造成废水的成分较为复杂。如果对废水中的乙醇、甲醇或丙酮等洗涤剂进行回收时，由于废水的成分复杂，难以分离得到纯净的乙醇、甲醇或丙醇，进而难以重新作为洗涤剂回收利用。而且废水的成分复杂，难以对各个成分逐一分离、回收利用，所以对这些废水进行处理时不但会耗费大量的人力、物力、财力，而且还会不可避免地存在能源的浪费。所以，传统的洗涤方法存在废水处理困难、存在能源的浪费并且处理成本高的问题。

此外，传统的聚酰亚胺模塑粉的热稳定性欠佳，如，5％热失重温度一般在550℃以下，难以达到560℃或以上，制约了聚酰亚胺在某些高温环境中的应用。

综上所述，现有技术中聚酰亚胺模塑粉存在的使用成本高、热稳定性欠佳、制备后处理过程产生大量废水提高后处理成本的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的是提供一种低成本聚酰亚胺模塑粉生产链。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种低成本聚酰亚胺模塑粉生产链，包括如下步骤：

1)均四甲苯的制备

甲醇和甲苯在催化剂作用下，烷基化反应得到二甲苯、三甲苯和四甲苯，将其中的二甲苯和三甲苯进行回收，与甲醇重新进行烷基化反应；

2)均四甲苯制备均苯四甲酸二酐

均四甲苯在催化剂作用下与氧气反应，制备均苯四甲酸二酐，反应过程中产生的废气进行回收后与氧气重新进行催化反应；

3)均苯四甲酸二酐制备聚酰亚胺模塑粉

将制备得到的均苯四甲酸二酐与芳香族二胺在有机溶剂中，并在封端剂和共沸剂作用下制备得到聚酰亚胺模塑粉悬浮液，过滤时使用所述有机溶剂洗涤聚酰亚胺模塑粉滤饼。