[发明专利]一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置

说明书

本发明涉及一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置；以硫化钠和对二氯苯为原料，N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。本发明在合成过程中不断将副产物钠盐过滤掉，减小了钠盐对聚合反应的影响，增大了聚苯硫醚的聚合度，聚苯硫醚重均分子量Mw为2.5～6万，分子分布指数PD为2.0～3.0；Na⁺的除去率＞90％，本发明设备简单，节省成本和能耗，有利于工业化生产。

技术领域

本发明的技术方案涉及高分子材料，具体涉及一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置。

背景技术

硫化钠法是世界上最早实现工业化生产的方法，也是目前最主要的工业化生产方法。1967年，美国菲利浦斯石油公司的Edmond和Hill在专利中第一次报道了对二氯苯和硫化钠在极性有机溶剂中直接缩聚合成线型PPS树脂。该反应是由等摩尔的对二氯苯和硫化钠或硫氢化纳在极性有机溶剂中，通过氮气保护，在170-350℃、6.87MPa的压力下进行溶液缩聚。该合成法产率高(大于90％)，实验重复性较好。但在早期的工业化过程中存在生产工艺流程长、原料精制难度大、产品分子量较低、抗冲击性能较差等缺点。由于聚苯硫醚主要产品中金属离子含量过高使得产品的耐湿性、电器特性和成型性能下降。多年来，随着合成工艺的不断改进，其工业化技术与生产水平也得到极大的提高，现在可以合成高分子量线型和支化交联型两种结构的树脂。

硫化钠法是最主要的PPS树脂工业化生产方法，国内外的PPS树脂生产厂都普遍采用N-甲基吡咯烷酮为溶剂进行加压缩聚。聚合过程中生成大量副产物钠盐，钠盐的存在影响聚合物链增长，且在反应结束后混在聚苯硫醚中。这样生产的PPS产品颜色偏黄或褐色，摩尔质量较小，且经检测发现产品中含有过量的钠离子。一般钠离子含量在1000ppm左右时，产品外观即呈微黄色。过量的钠离子存在于PPS中，将直接影响PPS摩尔质量的大小及电性能，因为低分子物质易溶、易挥发、易分解导致了低纯度PPS的力学性能不稳定，热失重温度降低，耐溶剂性下降，而无机离子的存在会显著降低PPS作为电子、电器封装材料的绝缘性。国外对PPS合成过程中的除盐、后处理等关键技术进行封锁，使得国内无法生产出与国外性能比拟的PPS树脂。现在国内聚苯硫醚除盐一般采用溶剂洗涤过滤，这类方法不仅成本高，耗费大量的溶剂，不环保，成本和能耗高。

此发明是在合成聚苯硫醚过程中进行除盐的一种方法，在聚合反应过程中就将钠盐去除，有利于聚合物链的增长。一方面有效降低了产品的钠离子含量，提高了树脂的质量。另一方面也节省了后期洗涤处理所使用的溶剂，节约成本。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于针对现有技术对硫化钠法合成聚苯硫醚中除盐方法存在的能耗高，溶剂用量大，除盐效果差等问题，提供一种操作简单，能耗低，效率高的除盐方法。

本发明为解决存在的问题所提出的方案是：

一种聚苯硫醚合成中除盐的方法，以硫化钠和对二氯苯为原料，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。

所述干燥条件为干燥温度为100-150℃，干燥时间为8-16h。

所述输料泵为柱塞式的计量泵。滤网目数为100目～2000目。过滤速率为500L/h～2000L/h。

所述反应结束后的物料过滤后，用沸腾的去离子水洗涤4-8次。