[发明专利]一种高热稳定性甲氧基封端砜聚合物及其制备方法和在餐具上的应用

说明书

本发明公开了一种高热稳定性甲氧基封端砜聚合物及其制备方法和在餐具上的应用，属于特种工程塑料技术领域，本发明采用碳酸二甲酯作为封端剂，制备的甲氧基封端砜聚合物熔体流动速率为10～100g/10min，透明度≥85％，具有优异的耐高温性和不易发生霉变性，特别适用于制备餐具；本发明制备方法的工艺简单，本发明对比现有技术加入氯代甲烷气体，具有更彻底的反应程度，使产物的残余Cl‑端基含量更低，而且可根据所需Cl‑端基含量多少灵活控制；本发明公开一种由PPSU、PES制成的筷子，克服了现有竹木筷子、塑料密胺筷子及不锈钢筷子等材料制成的筷子存在的易生菌、挥发有毒物质及烫伤等使用缺陷；本发明还提供了上述筷子的生产工艺，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于特种工程塑料技术领域，涉及一种高热稳定性甲氧基封端砜聚合物及其制备方法和在餐具上的应用。

背景技术

砜聚合物属特种耐高温透明热塑性工程塑料，具有突出的热性能，优良的耐化学性，出色的高温抗蠕变性，优异的尺寸稳定性，极低的烟雾和有毒气体排放，优越的耐热水和过热蒸汽，良好的电性能，主要包括聚砜(PSU)，聚醚砜(PES)和聚苯砜(PPSU)三种类型。随着材料开发的日趋完善，砜聚合物的应用范围越来越广，包括食品卫生，医疗器械，家用小电器，航空航天，电子电器等领域，特别是食品接触类用品，如婴儿奶瓶，不粘锅涂层，咖啡壶配件等，因其透明性和耐热性，特别是聚苯砜PPSU和PES，在近几年得到突出的应用，同时对材料的这一特性提出料更高的要求，包括透明度，颜色，流动性，加工稳定性等，一直是开发研究人员研究的热点之一。

评价这些性能优劣的关键因素是分子量的稳定性，因为耐高温塑料的加工温度通常高达300℃以上，尤其是对砜聚合物而言，更是高达350℃以上，材料在高温条件下是否出现分子链发生断裂降解或支化交联反应是证明其稳定性的直接原因，如果发生以上变化，表现在材料性能上就会发生颜色变深，流动性变差，力学性能降低等问题。而高分子材料的端基稳定性又是决定整个分子链稳定性的关键，所以，技术开发人员必须从分子链端基稳定性角度进行改进，才能提高材料的加工稳定性。

按照目前较成熟的合成方法，砜聚合物是由二羟基芳香单体和二卤基二苯砜单体通过缩聚反应来制备，如EP000361，EP1272547公开的聚苯砜PPSU的生产方法，其分子链端基一般包括-Cl端基和-OH端基两种类型，其中-OH端基在高温受热条件下极易发生反应而使分子链断裂，技术人员进行了大量工作改进端基取代，如US2012029106公开了以氯代甲烷为封端剂生产低-OH端基含量聚联苯砜PPSU，如CN1057783公开的以单氯砜或单氟酮为封端剂制备较窄分子量分布的聚醚砜PES，另外，还有其它功能基团的封端剂，如酸酐封端的专利如EP9602990，苯乙炔封端的专利如200410010630，等等。总之，各种封端技术均有优缺点，值得注意的问题是，对于液态或固态封端剂，如果有残留则难以除去，作为小分子残存在材料中直到使用端，就会影响产品性能或带来使用时的安全隐患，对于气态封端剂如氯甲烷，虽然残存封端基在烘干或加热熔融过程中会挥发，但其封端效果或转化率因为难以表征而没有明确公布。

目前技术人员关注的封端基团都是针对羟端基进行封端改进，而对氯端基则鲜有研究。随着材料的应用进一步拓展和深入，对氯含量的要求越来越高，例如电子电器行业，明确规定氯含量要低于1500ppm，甚至低于900ppm，这就为聚芳醚砜的氯含量的降低提出了更加严苛的要求，在食品接触、医疗卫生领域，无卤或低卤含量材料也是基本要求之一。而目前市售砜聚合物材料的氯含量约在3000ppm的较高含量水平，一般不能满足上述行业的应用。

由于PPSU/PES不含双酚A(BPA)等特性而特别适合在食品接触上应用，在居家日常用品上有越来越被广大家庭接受的趋势。例如市场上销售的筷子主要有竹木筷子，塑料密胺筷子及不锈钢筷子等。但是，竹木筷子易发霉变质，极易藏污纳垢，特别是很容易滋生黄曲霉素这类高致癌物质，严重影响饮食健康；而塑料密胺筷子在使用和高温消毒时会挥发出三聚氰胺、甲醛等有害物质，同样会影响饮食健康。不锈钢筷子除医用级不锈钢外一般都含有重金属，并且食用高温饭菜时，由于其易导热易烫伤，故存在不易使用的缺陷。