[發明專利]高含硫自阻燃半芳族聚酰胺及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 201410156622.3
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103965468A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張剛;袁書珊;周宇軒;楊杰;龍盛如;王孝軍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G69/32
• 分類號: C08G69/32;C08G69/46
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種高含硫自阻燃半芳族聚酰胺及其制備方法和用途，屬于高分子合成領域。

背景技術

聚芳硫醚和半芳族聚酰胺均是性能優良的工程塑料，具有良好的力學，熱學性能等，為綜合兩種聚合物的優點，提高聚芳硫醚的玻璃化溫度和熔點，改善其韌性和改善半芳族聚酰胺的加工性能（如用對苯二甲酰氯，1,6-己二胺等合成出的半芳族聚酰胺由于其高密度氫鍵，使得其熔點與分解溫度非常接近，從而導致其加工窗口比較小），克服聚酰胺耐強酸、強堿及耐化學腐蝕性差，容易燃燒的缺點；我們設計了高含硫自阻燃半芳族聚芳酰胺這類聚合物。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種高含硫自阻燃半芳族聚酰胺及其制備方法和用途，其特點是將含硫醚半芳族二胺與二甲酰氯于室溫下經過溶液縮聚的方法制備高含硫自阻燃半芳族聚酰胺聚合物，它具有收率高、分子量較高、易加工、耐高溫、耐腐蝕、阻燃等優點。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的化學反應式為：

其中n=10-200

中的任一種。

高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的起始原料由以下組分制成，按重量計為：

其中，含硫醚半芳族二胺為：

中的任一種。

所述催化劑為三乙胺、吡啶、氫氧化鈣、氫氧化鈉或氫氧化鋰中的任一種。

所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、六甲基磷酰三胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮或N,N-二甲基丙烯基脲中的任一種。

高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的制備方法包括以下步驟：

(1).含硫醚半芳族二胺的制備

將半芳族二鹵代二酰胺33.2～44.9份，有機溶劑100～800份，堿10～100份，脫水劑50～80份，對氨基硫酚25～30份依次加入帶有攪拌器、溫度計、分水器的三頸瓶中，于溫度130℃～200℃回流分水，反應2～10h生成含硫醚半芳族二胺單體，結構式如下：

其中：

中的任一種；

含硫醚半芳族二胺的純化

將上述含硫醚半芳族二胺溶液倒入冷水中，過濾，收集濾餅，濾餅經去離子水洗滌，除去水溶性雜質，再經乙醇回流洗滌，進一步除去雜質，干燥即得純化的含硫醚半芳族二胺單體；

(2).高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的制備

將上述含硫醚半芳族二胺54.2～62.6份，催化劑1～50份依次加入到裝有50～500份的溶劑的三頸燒瓶中，于溫度-5～10℃攪拌溶解，將二甲酰氯20.3～41.9份加入到上述反應瓶中，于溫度0～20℃攪拌反應1-3h，繼續在室溫下反應6-10h，將反應粘液倒入水中，即得高含硫自阻燃半芳族聚酰胺；

高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的純化

將上述高含硫自阻燃半芳族聚酰胺經水洗滌，于溫度100℃干燥3h，粉碎，分別用去離子水、丙酮提純，在溫度100℃干燥12h得到高含硫自阻燃半芳族聚酰胺純樹脂。

所述有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺或N-甲基己內酰胺中的任一種。

所述堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸鎂中的任一種

所述脫水劑為甲苯或二甲苯。

高含硫自阻燃半芳族聚酰胺用于特種工程塑料和耐熱、耐化學腐蝕和阻燃高分子復合材料。

性能測試

1采用紅外光譜測試含硫醚半芳族二胺的結構,結果如圖1所示。

2采用核磁共振1H NMR測試含硫醚半芳族二胺的結構，結果如圖2～5所示。

3采用紅外光譜測試高含硫自阻燃半芳族聚酰胺的結構,結果如圖6所示。

3通過調控反應物濃度、物料配比及反應溫度，制備不同粘度的高含硫自阻燃半芳族聚酰胺；并以濃硫酸為溶劑，配制0.5g/dl的樣品液，在溫度30.0±0.1℃用烏氏粘度計測定聚合物的特性粘數[η]=0.50～1.6dl/g。

4采用熱失重分析（TGA），升溫速率10℃／min，測試結果，如圖7所示；同時對所制備的聚合物進行了燃燒實驗，詳見表1所示。

本發明具有如下優點：