[發(fā)明專利]聚醚酮酮及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080090140.6
• 申請日: 2020-10-07
• 公開（公告）號: CN114901722A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: P·D·特里維迪;P·D·達馬尼亞;A·R·拉賈
• 申請（專利權）人: 格哈達化工有限公司
• 主分類號: C08G65/40
• 分類號: C08G65/40
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃琳娟

本發(fā)明涉及對苯二甲酰∶間苯二甲酰(T:I)比例為100:0的聚醚酮酮(PEKK)及其制備方法。該方法包括在流體介質中使1,4?二(4?苯氧基苯甲酰基)苯(EKKE)與對苯二甲酰氯(TPC)和封端劑聚合，以獲得包含聚醚酮酮(PEKK)的產(chǎn)物混合物。本發(fā)明的PEKK是熱穩(wěn)定的，并且在復合時可熔融加工，用于注塑成型和擠出。

技術領域

本發(fā)明涉及聚醚酮酮(PEKK)及其制備方法。

定義

如本發(fā)明中所使用的，以下術語通常旨在具有如下所述的含義，除非其使用的上下文另有說明。

本文使用的術語“PEKK”是指聚醚酮酮或聚(醚酮酮)或聚醚(酮酮)，其是聚芳基醚酮(PAEK)族的半結晶熱塑性聚合物，具有高的耐熱性、耐化學性和承受高機械負荷的能力。

背景技術

下文的背景信息涉及本發(fā)明，但不一定是現(xiàn)有技術。

在石油和天然氣工業(yè)、核工業(yè)和航空航天工業(yè)中，需要具有更高的耐熱性和/或耐化學性的材料，不可能使用塑料，因此需使用金屬。然而，金屬具有較高的比重，且需高能耗以形成制品。通常，熱塑性塑料的比重是大多數(shù)金屬的1/3到1/7，且熱塑性塑料可通過一或兩個步驟轉化為具有復雜形狀的制品。此外，與回收金屬、陶瓷甚至熱固性塑料相比，熱塑性塑料易于被回收。

使用二氯乙烷(EDC)為溶劑常規(guī)制備的聚醚酮酮(PEKK)展現(xiàn)出高的玻璃化轉變溫度(T_g)和高的熔融溫度(T_m)。PEKK的T_m很大程度上取決于具有對位連接的對苯二酸酯(terephthalate)(T)異構體和具有間位連接的間苯二酸酯(isophthalate)(I)異構體之間的比例，即T/I比例。目前，T:I比例為80:20，70:30和60:40的聚醚酮酮作為高性能聚合物在商業(yè)上是眾所周知的。這些PEKK是半結晶的，具有多種有用性能，例如優(yōu)異的耐化學性；電絕緣性；高溫、高強度和韌性下的機械性能；可用于航空、海洋鉆探和醫(yī)學/生物醫(yī)學植入物。此外，這些聚合物可以通過加工熱塑性塑料的所有技術進行加工，例如注塑成型、壓縮、擠出、紡絲、長絲3D打印的激光原型制作等。聚醚酮酮聚合物可以是無定形的或半結晶的。

然而，現(xiàn)有技術沒有提到T:I比例為100:0的PEKK，也沒有公開改善T:I比例為100:0的PEKK的熔融黏度和熱穩(wěn)定性的任何方法。據(jù)報道，1,4-PEKK可以使用濃H₂SO₄溶液進行溶液處理。然而，遇到的難題是濃H₂SO₄溶液具有強腐蝕性且難以處理，以及存在PEKK發(fā)生磺化的罕見可能性，從而破壞PEKK許多有用性質，包括結晶度。此外，由于T:I比例為100:0的PEKK的熔融溫度為389.8℃，其要求加工溫度超過400℃，這是不希望的。因此，T:I比例為100:0的PEKK，即不含任何間苯二酸酯(間位連接)異構體的對苯二酸酯(對位連接)異構體，并未進行商業(yè)生產(chǎn)，因其非常不穩(wěn)定，并且在其加工溫度下，降解會導致黏度迅速增加。具有100％對位連接的PEKK的熔點接近395℃，這需要高達410℃至420℃的熔融加工溫度。在如此高的溫度下，T:I比例為100:0的PEKK易于降解并交聯(lián)。這使其通過普通塑料加工技術(如注塑成型或擠出)進行熔融加工幾乎是不可能的。因此，PEKK 100:0不適合工業(yè)應用，工業(yè)應用通常要求在其加工條件下30分鐘內黏度變化小于50％。這種缺點導致PEKK(T:I比例為100:0)不能用于諸如醫(yī)療、一般工程、3D打印、航空航天、牙科植入物等應用。