[发明专利]一种高流动性聚醚砜/酰胺共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高流动性聚醚砜/酰胺共聚物及其制备方法，属于高分子合成领域。

背景技术

聚砜(PSF)由于具有耐高温、耐化学腐蚀、电性能优良、耐辐射、难燃，机械强度高、尺寸稳定等特点，作为涂料、塑料、结构材料、粘结剂、纤维和薄膜，可广泛用于汽车、宇航、石油化工、轻工机械、电子、食品及工程技术方面；但由于其分子链中强极性砜基的存在使得分子间内聚能较大，从而导致其在热加工过程中熔体粘度很大，造成熔融加工困难，特别是在制备薄壁制品和异性制品时其缺陷尤为突出；半芳族聚酰胺具有优异的耐热性能、机械性能和熔体流动性，但其耐强酸、强碱、耐化学腐蚀性差，容易燃烧；而本发明的目的是通过引入有机酸盐催化剂，在其强力的碱性乳化作用下，将聚砜和半芳族聚酰胺分子链通过共聚的方式有机地结合起来，提高聚砜的机械性能，改善其熔体加工流动性，同时改善半芳族聚酰胺的耐化学腐蚀性及阻燃性能，同时其反应效率高，反应周期短，副产物少，所得聚合物分子量高、产率高、成本低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高流动性聚醚砜/酰胺共聚物及其制备方法，其特点是将二卤代二酰胺、4,4’-二氯二苯砜与二酚通过溶液缩聚的方法制备高流动性聚醚砜/酰胺共聚物树脂，它具有收率高、分子量高、纯度高、易加工、耐高温、耐腐蚀及阻燃的优点。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的起始原料由以下组分制成：

其中，半芳族二卤代二酰胺为：

中的任一种，X＝F或Cl，m＝2或4或6或8或10。

所述二酚为对苯二酚、间苯二酚、双酚A、酚酞、4,4’-二羟基二苯砜或1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷中的任一种。

所述有机酸盐相转移催化剂为草酸钠、草酸钙、海藻酸钠、对甲基苯磺酸钠、对氨基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磺基水杨酸钠、乙二胺四乙酸钠(EDTA二钠或四钠)、磺基水杨酸钙、苯甲酸钠、对甲基苯甲酸钠、对苯二甲酸钠、乙二胺四甲叉磷酸钠、胺三甲叉磷酸钠、烟酸钠、酒石酸钠、乳酸钠、山梨酸钠、氮川三乙酸三钠、月桂酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、1,6-己二酸钠、甘胆酸钠或硬脂酸钠中的任一种。

所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、N,N-二甲基丙烯基脲、喹啉、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、2,4-二甲基环丁砜、二甲基砜、二苯砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、ε-己内酰胺、1-甲基-3-丙基咪唑溴代盐或1-甲基-3-异丙基咪唑溴代盐中的任一种。

所述脱水剂为甲苯或二甲苯。

高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

(1).高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的制备

将半芳族二卤代二酰胺15.2～426.5，4,4’-二氯二苯砜14.4～272.6份，二酚110～290份，有机酸盐相转移催化剂1～300份，脱水剂5～200份和溶剂500～3000份加入反应釜中，在氮气保护下，于温度140～180℃脱水反应0.5～3h，在温度170～200℃继续反应0.5～6h，得到粘稠的聚合物溶液，再将上述聚合物溶液降温至50～160℃，边搅拌边倒入水中，析出条状聚合物粗产品；

(2).高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的的纯化

将上述聚合物粗产品经水洗涤，于温度50～80℃干燥2～8h，粉碎，再用去离子水提纯，于温度80～120℃干燥1～20h，获得纯化高流动性聚醚砜/酰胺共聚物树脂。

结构表征与性能测试

1高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的结构分别经红外光谱、核磁共振(1H-NMR)测试得到了证实，如图1-6所示。

2通过调控反应物浓度、物料配比及反应温度，制备不同粘度的高流动性聚醚砜/酰胺共聚物；并以NMP为溶剂，配制0.5g/dl的样品液，在温度30.0±0.1℃下用乌氏粘度计测定聚合物的特性粘数[η]＝0.60～1.2dl/g。

3采用NETZSCH DSC 200PC测试高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的玻璃化温度，升温速率10℃/min，测试结果如图7所示。

4采用TGA测试高流动性聚醚砜/酰胺共聚物的热失重温度，测试结果如图8所示。

5对高流动性聚醚砜/酰胺共聚物分别进行了流变性能测试，结果详如图9所示。

6对聚醚砜/酰胺共聚物分别进行了阻燃性能测试，结果详如表1所示。