[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)度聚苯硫醚及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410177091.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103951825A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃孟良;陳俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都大諾工程技術(shù)咨詢(xún)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G75/02
• 分類(lèi)號(hào): C08G75/02;C08L81/02;C08K13/02;C08K3/26;C08K5/17;D01F6/94;D01F1/10
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料合成領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度聚苯硫醚及其制備方法。

背景技術(shù)

聚苯硫醚具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性，在200~220℃下可以長(zhǎng)期使用，同時(shí)具有較好的尺寸穩(wěn)定性。因此在航天航空、汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、化工、纖維制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

但是由于聚苯硫醚的合成較困難，比較難得到高分子量高強(qiáng)度的聚苯硫醚原料。且聚苯硫醚中苯環(huán)密度較高，使得其材料較脆，韌性較差。在紡絲應(yīng)用過(guò)程中，由于對(duì)原料的性能要求較高，普通的聚苯硫醚的熔點(diǎn)高，流動(dòng)性能較差，摩擦系數(shù)高，分子量低、低粘度的聚苯硫醚樹(shù)脂在紡絲過(guò)程中還會(huì)造成紡絲容易斷裂，因此在普通聚苯硫醚的紡絲中也存在一定的困難。中國(guó)專(zhuān)利CN101903576A公開(kāi)了一種聚苯硫醚紡粘纖維，采用共混的方法使聚苯硫醚聚合物在300℃時(shí)具有約21500~28000Pa·S的零剪切粘度。該方法采用共混工藝雖然有一定效果，但聚苯硫醚的分散性和可紡性能無(wú)法得到進(jìn)一步提高。

制備一種高分子量，高強(qiáng)度，流動(dòng)性能好適合于紡絲工藝的聚苯硫醚樹(shù)脂具有較高的市場(chǎng)潛力。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度聚苯硫醚及其制備方法。制得的高強(qiáng)度聚苯硫醚具有分子量高，強(qiáng)度大，流動(dòng)性能優(yōu)異，能較好的滿(mǎn)足聚苯硫醚紡絲工藝對(duì)原料流動(dòng)性能的苛刻要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)度聚苯硫醚，由包括以下重量份的組分制成：

對(duì)氯二苯???????????10mol，

Na₂S·9H₂O????????8~14mol，

支化劑?????????????0.5~2mol，

增稠劑?????????????0.2~0.8mol，

成核劑?????????????0.1~0.5mol，

二甲基乙酰胺???????0.02~0.2mol，

預(yù)聚催化劑?????????0.02~0.4mol，

支化催化劑?????????0.01~0.02mol，

共聚催化劑?????????0.3~0.6mol，

復(fù)合溶劑??????????500~1000ml。

優(yōu)選的，所述的高分子量聚苯硫醚的重均分子量為120000~150000。

優(yōu)選的，所述的支化劑選自1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯或1,3,5-三氯苯中的一種或幾種，優(yōu)選的，所述支化劑為1,2,4-三氯苯。

優(yōu)選的，所述的增稠劑為乙二胺四乙二酸鈉與乙二醇200，乙二醇400，乙二醇1000或乙二醇4000按摩爾比1:（1~3）的混合物。

在聚合過(guò)程中使用乙二胺四乙二酸鈉與乙二醇的混合物作為增稠劑，能提高聚苯硫醚在紡絲過(guò)程中的流動(dòng)性能，使其能夠滿(mǎn)足紡絲生產(chǎn)的需求。

優(yōu)選的，所述的成核劑為納米碳酸鹽；優(yōu)選的，所述的納米碳酸鹽選自納米碳酸鈣、納米碳酸鋅、納米碳酸鎂或納米碳酸鉀中的一種或一種以上。

優(yōu)選的，所述的預(yù)聚催化劑為苯甲酸鈉和硝基對(duì)氯二苯按摩爾比為3:1的混合物。

優(yōu)選的，所述的支化催化劑選自苯甲酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈉中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述的共聚催化劑選自氯化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鈉、磷酸鈉、磷酸鋰中的一種或幾種。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的共聚催化劑為磷酸鋰。

預(yù)聚催化劑、支化催化劑和共聚催化劑分別針對(duì)預(yù)聚、支化和共聚等不同的聚合反應(yīng)要求，采用不同的催化劑，從而促進(jìn)了各反應(yīng)步驟的有效進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述的復(fù)合溶劑為N-甲基咪唑與N-甲基吡咯烷酮的混合物，其中N-甲基吡咯烷酮占復(fù)合溶劑的體積百分比為10~25%。

目前聚苯硫醚合成體系多采用N-甲基吡咯烷酮或六甲基磷酰三胺作為溶劑，該溶劑體系的缺點(diǎn)是溶劑成本較高，且催化劑的用量較大，從而造成廢水多，處理困難，而本發(fā)明采用采用N-甲基咪唑與N-甲基吡咯烷酮的混合物作為復(fù)合溶劑，復(fù)合溶劑本身對(duì)催化劑有一定的增效作用，可以使催化劑的用量大幅降低，特別是共聚催化劑采用磷酸鋰時(shí)，催化增效效果更加明顯。

二甲基乙酰胺的加入可以提高聚合得到的高強(qiáng)度聚苯硫醚的熔點(diǎn)，和增稠劑一起用于改善聚苯硫醚的紡絲性能。

一種上述高強(qiáng)度聚苯硫醚的制備方法，包括以下步驟：