[發明專利]一種芳氧基聚磷腈的純化方法

有效

• 申請號: 201310224632.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103351468A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 曹繼平;張佩;趙鳳起;史愛娟;陳泳;潘清;王明;李文杰;王明昌;陳曼;楊彩寧;劉紅妮;張志新;白小平
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C08G79/04
• 分類號: C08G79/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及芳氧基聚磷腈，具體涉及一種芳氧基聚磷腈的純化方法。

背景技術

芳氧基聚磷腈是磷-氮原子以單雙鍵交替排列形成主鏈結構、磷原子上所連側基為芳氧基的一類新型無機-有機聚合物，其結構式如下所示：

式中：

R₁和R₂分別為或

芳氧基聚磷腈主鏈上磷氮原子之間鍵長和鍵角大，交替的單鍵和雙鍵未能形成長程共軛體系，因此主鏈扭轉柔順性高。同時，其分子結構中較高的磷、氮含量，磷側基的芳氧基能夠改善熱穩定性和抗氧化性能，因此芳氧基聚磷腈具有優異的熱穩定性和阻燃性能，成碳率高，工藝性好等優點。

《兵工學報》2005年第1期報道了劉亞青等人撰寫的“芳氧基取代聚磷腈合成方法的改進”，《火炸藥學報》2010年第4期也報道了“芳氧基聚磷腈的合成與性能”，它們報道的芳氧基聚磷腈合成方法相同，都是采用溶液聚合的方法將環狀的六氯環三磷腈單體開環并聚合為線性聚二氯磷腈，再由酚鈉鹽取代聚二氯磷腈長鏈上的活性氯原子，最后在水中凝膠得到橡膠狀固體凝聚，分離后將其溶于四氫呋喃中再緩慢倒入攪拌的水中凝膠，反復多次凝膠洗去高聚物中的鹽得到。采用上述方法得到的芳氧基聚磷腈中通常會包裹凝膠介質水，以及聚合、取代過程中殘留的苯酚和四氫呋喃、聚合介質1-氯萘等不溶于水的“雜質”，約占總膠量的30%～40%。將該方法合成的芳氧基聚磷腈擠水并干燥處理后采用氣相色譜法檢測，發現苯酚含量為0.56%～0.64%，1-氯萘含量為0.26%～0.34%（不同批次含量）。應用過程中發現在硫化成型時發現高聚物無法成型，高溫下顏色變深，且伴隨有刺激性氣體產生。分析認為，芳氧基聚磷腈是通過自由基引發大分子鏈交聯的方式進行硫化的，但酚類對自由基有強烈的穩定化作用，微量的酚類都能起到阻聚作用，導致高聚物無法硫化成型，其它雜質在高溫成型溫度下分解產生刺激性氣味的氣體。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種芳氧基聚磷腈的純化方法，解決芳氧基聚磷腈中“雜質”含量高導致其無法硫化成型和高溫易降解的問題。

一種芳氧基聚磷腈的純化方法，該方法按照以下步驟進行：

步驟一，設定捏合機捏合室的溫度為室溫～40℃，恒溫后投入約占捏合機容積1/2的芳氧基聚磷腈于捏合機中捏合，注入約占捏合機容積1/3～1/2的去離子水捏合5min，用移液管將捏合機中的水溶液移出，然后重復注入去離子水，反復水洗至移出的水溶液PH值達到7，停止水洗；

步驟二：向經水洗后的芳氧基聚磷腈中注入占捏合機容積1/3～1/2的無水乙醇捏合5～7min，用移液管將捏合機中的溶液移出后重復注入無水乙醇進行醇洗，反復醇洗280～400min后得到經醇洗的芳氧基聚磷腈；

步驟三，將步驟二得到的經醇洗后的芳氧基聚磷腈投入捏合機中捏合，開啟抽真空系統，捏合240min后得到純化的芳氧基聚磷腈。

本發明的芳氧基聚磷腈的純化方法步驟簡單，成本低廉，得到的芳氧基聚磷腈純度高，解決了降解和無法交聯使用的問題，可以滿足工業化應用。

具體實施方式

為了達到上述目的，遵從上述技術方案，由于苯酚、1-氯萘和四氫呋喃均溶于無水乙醇，同時因無水乙醇對芳氧基聚磷腈有溶脹作用，因此本發明采用溶劑溶脹萃取法去除芳氧基聚磷腈中的“雜質”。分別采用水和無水乙醇溶解芳氧基聚磷腈中的無機物和有機物，然后利用真空捏合工藝去除膠料中的無水乙醇和水。

其中：水為去離子水、蒸餾水或自來水；無水乙醇為化學純。

以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護范圍。

實施例1：

步驟一，設定捏合機捏合室的溫度為40℃，恒溫后稱取約占捏合機容積1/2的芳氧基聚磷腈投入捏合機中，用移液管注入約占捏合機容積1/2的去離子水，捏合5min后移出上邊的水溶液，反復上述過程直至移出的水溶液PH值為7時，停止水洗；

步驟二，用移液管吸取無水乙醇并將其注入捏合機中，無水乙醇占捏合機容積1/2，捏合5min后將無水乙醇溶液移出，再注入無水乙醇溶劑，反復醇洗400min后停止；

步驟三，在捏合機正常捏合狀態下開啟真空系統，捏合240min后得到純化的芳氧基聚磷腈。