[發明專利]聚芳硫醚砜的中溫兩步合成方法

有效

• 申請號: 201711371405.6
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108102098B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 郭強;曹志強;劉洪
• 申請（專利權）人: 西藏睿興新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明提供了一種聚芳硫醚砜的中溫兩步合成方法，在九水硫化鈉Na₂S·9H₂O與4,4’?二鹵二苯砜的反應體系中引入催化劑無水CH₃COONa，選用高性能非質子極性溶劑1,3?二甲基?2?咪唑啉酮作為反應溶劑，首先在125～140℃預聚合200～240min，然后迅速升溫至160～174℃進行聚合310～360min，制備聚芳硫醚砜。產物為灰白色顆粒物質，產率為75％～80％，700℃下固體殘留率為41％～42％。本發明方法提高該聚合反應效率，在中溫下合成了性能優異的聚芳硫醚砜。

技術領域

本發明涉及一種聚芳硫醚砜制備工藝，特別是涉及一種聚芳硫醚砜的中溫合成方法，應用于高分子材料制備工藝技術領域。

背景技術

聚芳硫醚砜的合成方法有很多，如麥氏法、硫化鈉法、CPS開環聚合法、硫磺溶液法等等，但適用于工業大規模生產的方法只有硫化鈉法。該方法由美國Phillips公司于上世紀80年代首先提出。目前生產聚芳硫醚砜的國家主要有美國、日本和中國等，研究工作主要著重于生產工藝參數的改進，如溶劑及催化劑的選擇、溶劑及催化劑的用量、合成時間及溫度的調控、反應單體之間的配比等等，以降低成本，簡化合成工藝，提高經濟效益，并提升聚芳硫醚砜樹脂的性能。但目前制備聚芳硫醚砜產率還有待提高，耐熱性和熱穩定性及耐腐蝕性能也有待提高，這成了亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種聚芳硫醚砜的中溫兩步合成方法，選用高性能非質子極性溶劑1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，在中溫下通過兩步法聚合反應合成了性能優異的聚芳硫醚砜，產率高，所制備的聚芳硫醚砜耐熱性和熱穩定性好。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種聚芳硫醚砜的中溫兩步合成方法，包括如下步驟：

a.在室溫下，將Na₂S·9H₂O和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮按摩爾比2:(5.2～6.8)的原料反應物比例加入反應釜中，在惰性氣氛保護下，使原料攪拌均勻，然后加熱到130～140℃，保溫20～35min進行脫水，然后冷卻至不高于90℃，得到脫水的混合原料；

b.以脫水前的Na₂S·9H₂O、無水CH₃COONa及4,4’-二鹵二苯砜的摩爾比為2:(0.05～0.15):(1.05～1.50)的比例，繼續向反應釜中加入催化劑無水CH₃COONa和反應單體4,4’-二鹵二苯砜，形成反應體系，然后中溫兩步合成方法，對反應釜中反應體系進行升溫至125～140℃，攪拌反應體系進行預聚合反應200～240min，再升溫至160～174℃，繼續進行聚合反應310～360min，得到反應產物；優選反應單體4,4’-二鹵二苯砜中的鹵為氯元素或溴元素；優選按照不低于10℃/min的升溫速度迅速升溫，使目標溫度升至160～174℃的聚合反應溫度，進行聚合反應；

c.將反應釜和在所述步驟b中制備的反應產物降溫冷卻至90～100℃，然后向反應釜中加入去離子水，靜置沉淀；若沉淀后反應釜中有大塊固體產生，需要先將其粉碎后抽濾；若沉淀后沒有大塊固體產生，則直接進行抽濾；在完成抽濾后，先采用無水甲醇對抽濾獲得的反應產物顆粒進行洗滌至少10次，再采用去離子水，對反應產物顆粒進行洗滌至少10次，然后將產物顆粒在120～130℃下進行干燥20～24h，獲得灰白色顆粒狀聚芳硫醚砜。

本發明制備的聚芳硫醚砜的結構式為：

其中n～＝100～150。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

1.本發明方法采用性能優異的溶劑1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和催化劑無水CH₃COONa，提高該聚合反應效率；