[发明专利]一种高热稳定性封端聚芳醚砜树脂的工业化合成方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高热稳定性封端聚芳醚砜树脂的工业化合成方法。

背景技术

    聚芳醚砜是一种高性能工程塑料，由于它们具有耐热性、耐热水性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，所以长期以来在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工及不沾涂料等领域得到广泛的应用。

工业上重要的聚芳醚砜包括聚醚砜（PES）和联苯聚醚砜（PPSU），均具有很高的玻璃化转变温度（~220°C）。现有聚芳醚砜有采用二苯砜为溶剂的生产工艺，例如欧洲专利文献EP2008067700和美国专利文献US20100310804A1，以及采用环丁砜为溶剂的生产工艺，见中国专利文献CN85105138A，CN1765953A，CN1844196A，CN101704951A，CN101735459A。

两种工艺生产的聚芳醚砜树脂中都含有氯端基、羟端基或金属端基，含羟端基或金属端基的树脂除了应用于涂料领域中是有益的外，在其他应用领域是应该避免的。因此，在反应即将结束前加入合理的封端剂是非常必要的，且随着封端剂的加入，产品的热加工稳定性明显提高。

通常用于聚芳醚砜生产体系的封端剂主要有CH₃Cl，4,4’-二氯二苯砜，4-氯二苯砜等，如美国专利文献US20100310804A1和中国专利文献CN1844196A。这些技术采用的封端剂在实际生产中存在如下缺陷：（1）采用CH₃Cl作为封端剂，由于CH₃Cl常温下为气态，而聚合反应后期温度高于230°C，为保证更好的封端效果，因此需往体系中不断通入大量的CH₃Cl，而过量未反应的CH₃Cl需要分离回收，因而又需要增加专门的回收设备，设备成本高，故而实际生产中较少采用CH₃Cl为封端剂。（2）采用4,4￠-二氯二苯砜作为封端剂，4,4’-二氯二苯砜可以在初始加料时一次性过量加入，也可以在反应后期加入。一次性过量加入时，由于单体比例的失衡会造成聚合反应周期较长，且反应终点难以控制，而且由于出料阶段聚合反应依然在进行，因而会造成最终树脂分子量分布较宽或粘度较高的结果。如果要达到设计方案中的所有高分子链端基为氯端基，在实际生产中，体系所达到的粘度将会导致树脂没有任何加工价值。如果采用反应后期加入4,4’-二氯二苯砜，又会造成解聚现象，必须同时往体系中加入一定量的LiCl以防解聚，这又增加了生产成本和体系的后处理难度；而且其与一次性过量加入一样也存在分子量难以控制的难题。（3）采用4-氯二苯砜作为封端剂，4-氯二苯砜在反应后期加入用于封端后会形成苯端基，稳定性较好，可以较好的控制树脂的分子量。但4-氯二苯砜用于聚芳醚砜聚合体系最大的缺陷也是解聚问题，加入后会有解聚现象发生，也需要加入LiCl防解聚。

由上述可见，现有的各种封端剂均存在缺陷，这些缺陷的存在直接制约了聚芳醚砜的品质。因此，寻找一种合适的封端剂对于生产高品质的聚芳醚砜起到至关重要的作用。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术缺陷，提供一种封端效果较好，封端时体系不发生解聚，且制备得到的产品具有高温热稳定性的聚芳醚砜树脂的工业化合成方法。

本发明所述的一种高热稳定性封端聚芳醚砜树脂的工业化合成方法，包括以下步骤：

（1）聚合反应

以4,4’-二氯二苯砜和4,4’-联苯二酚或4,4’-二羟基二苯砜为反应单体，以环丁砜为溶剂，以碳酸钠为成盐剂；

在充氮保护的反应釜中，加入环丁砜溶剂后开始搅拌升温至60℃~80℃，顺次加入反应单体，体系的固含量为20%~40%，待单体全部溶解后，再向体系中加入成盐剂，成盐剂的用量为4,4’-联苯二酚或4,4’-二羟基二苯砜摩尔量的1.05-1.2倍，随后加入分水剂，继续搅拌升温至200℃~210℃，成盐反应1~2小时；成盐反应完成后再升温至220℃~240℃，恒温聚合反应1~2小时，加入封端剂，继续反应10-30分钟，得聚合粘液；

其中，所述封端剂为3, 4’-二氟二苯甲酮、3-氯-4-氟二苯甲酮、3-氟-4-氯二苯甲酮或3, 4’-二氯二苯甲酮中的一种或几种的混合；

所述4,4’-联苯二酚或4,4’-二羟基二苯砜的摩尔量较4,4’-二氯二苯砜过量0.1%~2%，或4,4’-二氯二苯砜的摩尔量较4,4’-联苯二酚或4,4’-二羟基二苯砜过量0.1%~2%；

（2）后处理