[發(fā)明專利]一種鈦改性聚醚醚酮的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610061476.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN105524239B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段輝;王海寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淄博邁特瑞工程材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G8/28
• 分類號(hào): C08G8/28;C08G8/02
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 李明卓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦改性聚醚醚酮的方法。

背景技術(shù)

聚醚醚酮(PEEK)是一種結(jié)晶性、不透明、淺茶灰色的芳香族系超耐熱型熱塑性工程塑料，一般以4，4′-二氯苯酮或4，4′二氯苯酮與對(duì)苯二酚鹽或鈉鹽為原料縮聚而成。

PEEK由于大分子鏈上含有剛性的苯環(huán)、柔性的醚鍵及提高分子間作用力的羰基，且結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有耐化學(xué)藥品性、耐輻射、強(qiáng)度高、斷裂韌性高、易加工等優(yōu)異性能及線脹系數(shù)較小、自身阻燃、摩擦學(xué)性能突出、絕緣、耐水解等特點(diǎn)。因此，其在汽車零部件、半導(dǎo)體、航天、石化機(jī)械、醫(yī)療、電子電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在一些特殊的使用環(huán)境下，需要PEEK具有更高的耐熱性，因此需要對(duì)其改性提高耐熱性。通常的PEEK材料具有的特點(diǎn)是①主鏈主要為C—O和C＝O鍵結(jié)構(gòu)，鍵能分別約為351KJ/mol和745KJ/mol；②熔點(diǎn)334℃，長(zhǎng)期耐溫260℃；③瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃；CN 103242551B注入鈦離子對(duì)聚醚醚酮表面進(jìn)行改性的方法，以滿足醫(yī)用聚醚醚酮材料所需的生物相容性需求，通過(guò)采用等離子體浸沒離子注入技術(shù)對(duì)聚醚醚酮材料進(jìn)行Ti離子注入改性，僅在PEEK材料的表面引入了鈦元素。CN 104927298A一種聚醚醚酮基耐磨復(fù)合材料、制備方法及其在減摩耐磨方面的應(yīng)用，采用添加無(wú)機(jī)納米二氧化鈦粒子的物理混合的方法，改善復(fù)合材料的摩擦磨損性能。CN 102504678B用于石油設(shè)備的防護(hù)涂料及其施工方法，樹脂體系由聚芳醚酮和氟樹脂組成，具有較低的表面能，主要用于防腐耐磨防結(jié)垢。CN103626994A含硼酸酯聚芳醚酮、偶氮聚芳醚酮及其制備方法，將偶氮基團(tuán)通過(guò)后接枝的方法引入到高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚芳醚類聚合物中，可以明顯地改善材料的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。CN103819683A一種鈦納米高分子合金新材料及其制備方法和CN 103881106A一種鈦納米高分子合金油井管內(nèi)涂層材料的制備方法，采用納米有機(jī)鈦聚合物與納米氧化鋁改性含氟聚芳醚酮共聚，制備了一種鈦納米含氟聚芳醚酮高分子合金新材料，需要多次步驟和復(fù)雜的設(shè)備。

目前需要一種工藝簡(jiǎn)單的改性方法，進(jìn)一步提高PEEK的耐高溫性，而且改性后性能穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鈦改性聚醚醚酮的方法，包括如下步驟：

(1)在反應(yīng)釜中，先加入40～60kg二苯砜或環(huán)丁砜，然后加入20.0～40.0mol的酚類物質(zhì)，待其全部溶解后，加入1.1～2.4mol的鈦酸四異丙酯，并將溫度升到65～75℃，體系發(fā)生酯化反應(yīng)；

(2)0.5～1.0h后，再加入20.0～40.0mol的酮類物質(zhì)，20.0～40.0mol的催化劑，4.0～8.0kg二甲苯或甲苯，攪拌、加熱，生成低聚物；

(3)待溫度升至120～150℃，繼續(xù)保溫回流0.5～1.0h，然后將體系升溫至250～320℃，保溫1.0～3.0h，低聚物不斷聚合，體系黏度隨聚合反應(yīng)進(jìn)行黏度不斷增大，1～2.0h后，黏度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)，將聚合物倒入大量的水中，加入少量鹽酸去除體系中的重金屬，再用水洗滌6～8遍后，干燥，獲得鈦改性聚醚醚酮。

進(jìn)一步，步驟(1)使用的反應(yīng)釜是裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤堋⒗淠炙鳌嚢杵鞯?00L四口反應(yīng)釜。

進(jìn)一步，步驟(1)加入的酚類物質(zhì)是對(duì)苯二酚。

進(jìn)一步，步驟(2)加入的酮類物質(zhì)是4,4’-二氟二苯甲酮。

進(jìn)一步，步驟(2)中所述的催化劑是無(wú)水碳酸鈉或無(wú)水碳酸鉀中的一種或兩者的混合。

進(jìn)一步，步驟(2)生成的低聚物的結(jié)構(gòu)是：

所述的一種鈦改性聚醚醚酮的方法，包括如下步驟：

(1)在裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤堋⒗淠炙鳌嚢杵鞯?00L四口反應(yīng)釜中，先加入40～50kg精制環(huán)丁砜，然后加入30mol的對(duì)苯二酚，待其全部溶解后，加入2.0mol的鈦酸四異丙酯，并將溫度升到70℃，體系發(fā)生酯化反應(yīng)；

(2)0.5h后，再加入30.0mol的4,4’-二氟二苯甲酮，30.0mol的無(wú)水碳酸鉀，6.0kg甲苯，攪拌、加熱，生成低聚物

(3)待溫度升至120℃，繼續(xù)保溫回流1.0h。然后將體系升溫至260℃，保溫1.0h，黏度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)；將聚合物倒入大量的水中，加入少量鹽酸去除體系中的重金屬；再用水洗滌7遍后，干燥，獲得鈦改性聚醚醚酮。

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單合成的方法，制備了一種鈦改性PEEK，由于在結(jié)構(gòu)中引入了Ti-O鍵，提高了PEEK的耐高溫性能。