[發明專利]聚芳醚砜-腈樹脂及其工業化合成方法

無效

• 申請號: 201110430174.8
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102558558A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉孝波;楊建;鄒延珂;楊旭林;郭恒
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種聚芳醚砜-腈樹脂及其工業化合成方法。

背景技術

聚芳醚砜是英國ICI公司開發的高性能工程塑料，它是由分子主鏈中的芳環或者芳雜環通過氧醚鍵與四面體構型的砜基連接而成的高分子，具有高的玻璃化轉變溫度、高溫抗蠕變性、良好的耐溶劑性、優異的熱氧化穩定性與金屬附著力佳等諸多優點，廣泛的應用于電子、電器、機械、汽車、醫療器具以及不粘涂料等領域。目前聚芳醚砜的合成仍存在著一些不足之處，如難以得到高分子量聚合物、需要除去聚合物中的金屬鹽和昂貴的高沸點溶劑、產物親水性差等。因此解決這類問題將使聚芳醚砜得應用更加廣泛。

聚芳醚腈是一類側鏈上具有腈基的熱塑性聚合物，它是從二十世紀八十年代以來首先為國防軍工和尖端技術的需求而發展起來的一類綜合性能優異的結晶型高分子材料，具有很高的耐熱性、阻燃性、機械強度、防紫外線和抗蠕變性好等優良特性。其綜合性能與聚芳醚酮相當，可廣泛應用于航空航天、電子封裝、機械制造、汽車零件等領域。

四川大學唐安斌等人報道了一種含酚酞結構聚芳醚腈砜及其制造方法(專利號為：ZL98112052.0)，將砜基引入到聚芳醚腈主鏈上獲得一類主鏈含砜基，側鏈含腈基的的聚芳醚砜-腈熱塑性高分子；所得含酚酞結構聚芳醚腈砜具有較高的分子量和耐熱性，可用作滲透膜材料和絕緣材料。由于該專利所得的聚芳醚腈砜溶解性好，可采用溶液加工制備高熱穩定性的薄膜或者制成涂料使用，但是本發明的發明人實驗中發現利用上述專利報道的方法所得含酚酞結構的聚芳醚腈砜在高溫下使用雙螺桿擠出熔融加工的時候，酚酞結構中的內酯鍵容易斷裂分解，所以該含酚酞結構聚芳醚砜腈樹脂并不能利用熔融加工的方法將其加工成相應塑料產品，并且所得聚芳醚腈砜力學性能較差(所得聚芳醚腈砜的拉伸強度為33.89-82MPa)，因此限制了所得含酚酞結構聚芳醚腈砜的工業化生產和應用。

發明內容

本發明針對上述缺陷，提供了一種學性能優異的聚芳醚砜-腈樹脂，且所得聚芳醚砜-腈可采用熔融法等多種加工方法將其制成所需塑料制品，拓寬了其應用領域；其結構式為：

其拉伸強度在83～120MPa，50≤n+m≤80；其中，Ar為對苯二酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、聯苯二酚、4，4′-二羥基二苯砜中的一種。

優選的，所述聚芳醚砜-腈樹脂拉伸強度在95～120MPa，所述Ar為對苯二酚、間苯二酚、雙酚A、聯苯二酚中的一種。

本發明還提供了上述聚芳醚砜-腈樹脂的工業化合成方法，包括以下步驟：

(1)聚合反應：

砜-腈料、芳香族二元酚為反應原料，在非質子強極性溶劑、催化劑、脫水劑的作用下反應獲得聚芳醚砜腈溶液；其中，砜-腈料與芳香族二元酚為等摩爾配比，砜-腈料由4，4′-二鹵二苯砜和2，6-二鹵苯甲腈組成；所述芳香族二元酚為對苯二酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、聯苯二酚、4，4′-二羥基二苯砜中的一種；

(2)后處理

將上述聚芳醚砜-腈溶液沉淀，沉淀物研磨成粒徑≤0.1mm的粉末，將粉末用有機溶劑浸泡后固液分離，固體經pH值5-7的水洗滌、過濾、干燥得本發明的聚芳醚砜-腈樹脂。

優選的，步驟(1)中：砜-腈料、芳香族二元酚為反應原料，在非質子強極性溶劑、催化劑、脫水劑的作用下于140～170℃常壓反應2～4小時，去除脫水劑后升溫至190-210℃反應4～6小時獲得聚芳醚砜腈溶液。

優選的，步驟(1)中反應原料、催化劑、非質子強極性溶劑、脫水劑的摩爾配比為：砜-腈料∶芳香族二元酚∶催化劑∶非質子強極性溶劑∶脫水劑＝1∶1∶1.1～1.5∶3～10∶1.2～1.5。

優選的，所述4，4′-二鹵二苯砜為4，4′-二氯二苯砜。

優選的，所述2，6-二鹵苯甲腈為2，6-二氯苯甲腈。

優選的，所述芳香族二元酚為對苯二酚、間苯二酚、雙酚A、聯苯二酚中的一種。

優選的，所述催化劑為堿金屬碳酸鹽；優選為無水碳酸鈉、無水碳酸鉀或無水碳酸氫鈉中的至少一種；更優選為無水碳酸鉀。

優選的，所述非質子強極性溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、環丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中的至少一種；更優選為N-甲基吡咯烷酮。

優選的，所述脫水劑為烷基苯或鹵代苯；優選為甲苯、二甲苯或氯苯中的至少一種；更優選為甲苯。

優選的，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的至少一種。