[发明专利]一种聚芳醚酮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚芳醚酮及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮是一种芳香族热塑性特种工程塑料，具有良好的耐热性、化学稳定性、耐疲劳、耐辐射、阻燃性和尺寸稳定性等性能，已被广泛地应用于电子电气、航空航天和汽车工业等众多领域中。酚酞聚芳醚酮(PEK-C)是上世纪九十年代研究并发展的一种具有无定型结构的聚合物，为一种新型聚芳醚酮。除了具有传统聚芳醚酮的特点之外，酚酞聚芳醚酮还具有溶解性能好和可加工性能好等突出的优点，也已被广泛地应用于众多领域中。但是，由于酚酞聚芳醚酮的分子结构中缺少极性基团，使其涂层附着力较差，极大地限制了酚酞聚芳醚酮在涂料等领域中的应用。

而一般来说，由于丙烯酸酯的分子结构中含有双键等反应基团，分子链上接枝有丙烯基酯基的树脂能够发生交联反应而固化，从而具有良好的特性，可用作光固化涂料和涂层材料等，如聚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯以及授权公告号为CN100575380C的中国专利文献公开的一种聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)等，均可用作紫外光固化水性涂料而应用；在杨建军等发表的、名称为《丙烯酸酯改性聚氨酯无皂乳液聚合的研究》的文章中，采用丙烯酸酯单体对含有碳碳双键的水性聚氨酯进行接枝共聚改性，制备得到丙烯酸改性聚氨酯无皂乳液，显著提高了聚氨酯(PU)乳液涂层的耐水性能、耐溶剂性能和抗拉强度等性能，利于应用。

综上所述，本申请人考虑，将丙烯基酯基引入酚酞聚芳醚酮的分子结构中，使两者的优点相结合，获得交联点较多且耐热性能较好等综合性能更好的材料，从而扩大其应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚芳醚酮及其制备方法，本发明提供的聚芳醚酮具有较多的交联点以及优良的耐热性能。

本发明提供了一种具有式(I)结构的聚芳醚酮：

其中，R为H或甲基；1≤m≤4；n为聚合度。

优选的，1≤n≤500。

本发明还提供了一种聚芳醚酮的制备方法，包括：

在脱水剂和催化剂的存在下，将具有式(II)结构的聚芳醚酮和具有式(III)结构的丙烯酸酯在有机溶剂中进行酯化反应，得到具有式(I)结构的聚芳醚酮；

其中，R为H或甲基；1≤m≤4；n为聚合度。

优选的，1≤n≤500；所述具有式(III)结构的丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或丙烯酸-4-羟丁基酯。

优选的，所述具有式(II)结构的聚芳醚酮与所述具有式(III)结构的丙烯酸酯的摩尔比为1∶1～10∶1。

优选的，所述脱水剂为N，N′-二环己基碳二亚胺、N，N′-二异丙基碳二亚胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶。

优选的，所述脱水剂与所述具有式(III)结构的丙烯酸酯的摩尔比为(0.1～5)∶1，所述催化剂与所述脱水剂的摩尔比为(0.1～1)∶1。

优选的，所述有机溶剂为二甲基亚砜或四氢呋喃。

优选的，所述具有式(II)结构的聚芳醚酮的质量与所述有机溶剂的体积之比为(0.1～1)g∶1mL。

优选的，所述酯化反应的温度为10℃～40℃，所述酯化反应的时间为12h～48h。

与现有技术相比，本发明以具有式(II)结构的聚芳醚酮和丙烯酸酯为原料，以有机溶剂为反应介质，在脱水剂和催化剂的作用下进行酯化反应，得到具有式(I)结构的聚芳醚酮，其中，R为H或甲基；1≤m≤4；n为聚合度。本发明将丙烯基酯基接枝到酚酞聚芳醚酮的侧链上，得到具有式(I)结构的聚芳醚酮，其具有较多的交联点以及优良的耐热性能，可用作耐高温型紫外光固化涂料等产品。实验结果表明，本发明提供的聚芳醚酮为白色，具有式(I)结构，其特性粘度≥0.05dL/g，玻璃化转变温度为140℃～265℃，起始失重的温度为300℃～385℃，失重5％的温度为400℃～490℃。

附图说明

图1为本发明实施例2得到的具有式(IV)结构的聚芳醚酮的核磁共振氢谱图；

图2为本发明实施例2得到的具有式(IV)结构的聚芳醚酮的红外光谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种具有式(I)结构的聚芳醚酮：

其中，R为H或甲基；1≤m≤4；n为聚合度。