[发明专利]聚芳醚的制备方法及在膜制备中的使用

说明书

聚芳醚的制备方法，该方法提供包括用于聚芳醚的偶极非质子性溶剂和生成聚芳醚的反应物的反应混合物，使生成聚芳醚的反应物反应，在不存在共沸物生成共溶剂时氮气下除去水，和任选地用偶极非质子性溶剂代替除去的量。该方法可进一步包括通过喷丝头直接湿式纺丝反应器溶液以形成适合于膜的中空纤维或平板，而不需要从偶极非质子性溶剂回收聚合物。

本申请是申请日为2014年7月21日、申请号为201480044863.7、发明名称为“聚芳醚的制备方法及在膜制备中的使用”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及不需要使用共沸共溶剂(azeotropic cosolvent)的聚芳醚的制备方法。本发明还涉及包含反应器溶液(reactor solution)的聚芳醚在膜的制备中的使用及其产品。

背景技术

已在偶极非质子性溶剂(dipolar aprotic solvent)如二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜和二苯砜中制备商业使用的聚芳醚类，如聚砜、聚醚砜和聚苯砜。然而，反应副产物水对于这些反应是有害的。已在聚合期间使用共沸共溶剂如甲苯或氯苯以除去共沸的水。通常，这些聚芳醚需要与溶剂分离，并以颗粒或粉末销售。最终用户如膜制造商，将这些聚合物再溶解在适当的溶剂中以便由再溶解的聚合物的溶剂来制作膜。

美国专利No.4,105,636涉及通过加热包含以下的有机亚砜或砜溶剂和碱金属碳酸盐而制成的芳族聚醚：i)双酚和芳族二卤代化合物的混合物或ii)卤代酚，其中二卤代化合物或卤代酚中的卤素原子由邻位或对位的-SO₂-或-CO-基团活化。在没有共沸物生成溶剂(azeotrope forming solvent)存在的情况下，通过蒸馏除去由该反应产生的水。

美国专利No.5,047,496涉及由双酚和二卤代芳基类(dihalogenoaryls)制备高分子量芳族聚醚砜的方法，其特征在于N-烷基化酰胺用作溶剂并且同时共沸除去来自反应的水。

美国专利No.6,437,080B1涉及具有至少一种芳族或其混合物的聚合物组合物的制备方法，且该方法涉及：i)在超过100℃下沸腾的第一液体中获得包括聚合物前体的反应混合物；ii)在超过100℃下使反应混合物经历第一次升温以生成聚合物前体的碱金属盐及其聚合物反应产物；和iii)使反应产物混合物至少进行第二次升温并通过与一定量的第二液体接触，而使以基本上不溶于第二液体的聚合物组合物形式的反应产物与基本上不溶于第二液体的第一液体分离。美国专利No.6,437,080B1还涉及其中所述的在基本上没有有效量的共沸物的存在下进行的工序。

日本专利公开No.2006-111665A涉及通过使芳族二卤化物化合物与二羟基酚化合物或二羟基硫酚化合物在碱金属化合物的存在下、在有机极性溶剂中缩聚来生产聚亚芳系聚合物(polyarylene-based polymer)的方法。该方法的特征在于使用其可与水混合、常温下为液体并且沸点≥200℃的溶剂，然后在有机极性溶剂的沸点下或者在接近该沸点的温度下，在惰性气体流中进行缩聚反应，同时将有机极性溶剂和副产生的水一起移除至反应体系外部。

中国专利公开No.101580584A涉及嵌段磺化芳族聚(硫代)醚的制备方法，为了制备嵌段磺化聚芳族(硫代)醚聚合物，使用磺化单体、非磺化单体和双(硫代)酚单体作为原料，在碱性条件下的高沸点非质子溶剂碳酸酯中进行反应10-24小时，温度控制为150-200℃。中国专利公开No.101580584还涉及其中所述的省略作为有机溶剂的甲苯和共沸的水分离的步骤的方法。

本发明人意识到提供以经济上吸引人的方式在无共沸共溶剂下制成聚芳醚的方法是所期望的，其中具有适当的物性和性能的膜过滤产品可直接由反应器溶液制造。

发明内容

本发明的特征是提供不需要共沸共溶剂或不存在共沸溶剂下的聚芳醚的制备方法。

本发明的另外的特征是提供包含反应器溶剂的聚芳醚直接用于膜的制备的方法。