[发明专利]一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法

说明书

本发明涉及一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法，在一定正压的惰性气氛中，在碳酸钠成盐剂存在的条件下，对苯二酚和4,4’二氟二苯甲酮于二苯砜溶剂中经过芳香亲核缩聚反应制得低色度、高拉伸强度聚醚醚酮；一定正压为高于标准大气压5～35kPa，是通过控制阀门开度实现的；所述阀门设置在聚合反应釜和换热器之间。本发明是首次通过控制气体运行状态制备低色度聚醚醚酮(PEEK)的方法，该方法制备的聚醚醚酮具有色度值L*≥70的特点外，还具有超过105MPa的拉伸强度。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，涉及一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法。

背景技术

聚芳醚酮类(尤其是聚醚醚酮)聚合物有着耐高温、高强度、耐辐照等一系列优异的综合性能。目前合成聚芳醚酮广泛采用的方法，是来自于英国威格斯公司上世纪七十年代开发的亲核取代缩合反应，由于该方法已过专利保护期，目前被各个生产厂家广泛采用，其合成方法是将二苯砜高温熔融后，将4,4’二氟二苯甲酮、芳二酚和碳酸钠/钾加入到反应器中，在惰性气体保护下，逐步升温，最终得到聚芳醚酮。合成聚醚醚酮时，二苯砜作为溶剂，对苯二酚和碳酸钠/钾首先反应生成芳二酚二钠/钾盐，再与4,4’二氟二苯甲酮进行芳香亲核取代反应，反应物经过纯化后得到聚醚醚酮。在反应过程中，对苯二酚高温易氧化，尤其是在100℃以上投入对苯二酚时，对苯二酚很容易氧化变色，投料时惰性气体保护条件经常不是很理想，回流的对苯二酚极易氧化从而导致制备的聚芳醚酮颜色灰暗。

随着人们对于聚醚醚酮的研究越来越多，大量文献对提高聚醚醚酮白度的工艺进行了研究，如专利CN 101809063 B和CN 104497240 A采用二氟化合物对PAEK进行封端，一定程度上提高的PAEK的白度；专利CN113912799A用氩气对双酚类化合物进行保护，昂贵的氩气增加了PAEK的生产成本；专利CN 113527661 A采用硼氢化钠(强还原剂，危险且受管制)保护芳二酚避免发生氧化变色；专利CN 113563578 A和CN 113583233 A将溶剂和成盐剂或芳二酚预混后，再与其他原料反应进行聚合，增加了PAEK的生产工序和生产成本；专利CN 113583232 A将反应原料在惰性气氛中0.15～1.0MPa的压强下反应，反应过程中产生的大量水蒸气和二氧化碳难以排除，在大批量生产中存在较大安全风险。此外，还有向PAEK中添加增白剂(钛白粉)提高PAEK白度的生产案例。但这些工艺在实际生产中，有的成本高，有的难以大批量实施。

纯PEEK的拉伸强度一般介于90～105MPa，通常通过添加无机材料(如碳纤维、玻纤等)提高PEEK的拉伸强度，目前还没有拉伸强度超过105MPa的纯PEEK的报道。

因此，有必要研究一种不需要昂贵的惰性气体和额外的生产工艺，适合大批量生产的低色度、高拉伸强度聚醚醚酮制备工艺。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法，在一定正压的惰性气氛中，在碳酸钠成盐剂存在的条件下，对苯二酚和4,4’二氟二苯甲酮于二苯砜溶剂中经过芳香亲核缩聚反应制得低色度、高拉伸强度聚醚醚酮；

一定正压为高于标准大气压5～35kPa，是通过控制阀门开度实现的；所述阀门设置在聚合反应釜和换热器之间。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法，所述阀门为球阀或蝶阀。

如上所述的一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法，惰性气氛为99.999％的高纯氮气气氛。

如上所述的一种低色度、高拉伸强度聚醚醚酮的制备方法，芳香亲核缩聚反应的温度为200～320℃。