[发明专利]一种聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氰乙基醚化物及其合成方法，特别涉及一种聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物及其合成方法。

背景技术

氰乙基醚这种有机介电材料，具有高介电常数，低介电损耗的性质。能增强对玻璃等粘结表面的粘附力应用前景广阔。苏联专利SU509607“含乙烯醇环的氰乙基醚聚合物的制备方法”，该方法存在的不足是采用一步反应法，获得的聚乙烯醇-β-氰乙基醚纯度不高，取代度低，产品性能达不到指标。专利CN1528799A报道，采用聚乙烯醇做原料在碱催化下，直接用丙烯腈醚化反应制备聚乙烯醇-β-氰乙基醚，产品纯度高，但由于这种合成方法是异相合成反应，造成产品的取代度和均匀性极为有限。专利CN102344511B公布了一种聚乙烯醇-β-氰乙基醚的制备方法，选择二甲基亚砜作为聚乙烯醇溶液与丙烯腈的共溶剂和加工溶剂，提高了产品的取代度和纯度，但加入共溶剂未能根本上解决反应体系的均一性，同时二甲基亚砜的热稳定性能差，在催化剂条件下产生过多副产物，不利于纯化分离，而且二甲基亚砜沸点高，不利于回收再利用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种聚醋酸乙烯代替聚乙烯醇作为原料，在合适的反应条件和体系下，进行氰乙基醚化改性的合成方法，具体技术方案是，

一种聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物，其特征在于：各种原材料的质量分数配比为，

聚合度300-2200的聚醋酸乙烯：30%-35%，

去离子水：15%-23%，

水性分散剂：1%-2%，

丙烯腈：35%-43%，

强碱性催化剂溶液：0.5%-1.5%，

相转移催化剂：3%-5%。

一种聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物合成方法，其特征在于：合成步骤为，

（1）将聚醋酸乙烯、去离子水放入装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶内并放置于恒温水域中，升温至60℃-70℃，再加入水性分散剂，搅拌均匀，搅拌速度为600-800转/分，时间1-2h；

（2）自然降低溶液温度至40℃-45℃后，再加入强碱性催化剂溶液、丙烯腈和相转移催化剂，恒温下对聚醋酸乙烯进行醚化反应，时间30-40min，搅拌速度120-150转/分，生成聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物；

（3）终止碱催化反应，加入醋酸中和体系中的碱催化剂,终止反应；

（4）纯化处理，降温到室温，再加入去离子水，经沉析、过滤、烘干得产品。

本发明的技术效果是，提高了反应的效率，大大减少了丙烯腈的用量，降低了生产成本，所得产品粘结性能强，取代度可达60%-97%，最高介电常数值21-22，介电损耗≤0.002，成为传统介电性成膜材料的升级换代产品。

具体实施方式

下面根据具体实例进一步说明:

生产取代度为85%的聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物，各种原材料的质量分数配比为，

聚合度1700的聚醋酸乙烯：600g，

去离子水：400g，

拜耳1341水性分散剂：20g，

丙烯腈：720g，

10%的氢氧化钠水溶液：15g，

四丁基溴化铵相转移催化剂：86.75g。

合成步骤为，

（1）将聚合度1700的聚醋酸乙烯600g、去离子水400g放入装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶内并放置于恒温水域中，升温至63℃，再加入拜耳1341水性分散剂20g，搅拌均匀，搅拌速度为800转/分，时间1h；

（2）全部溶解后降温至40℃，加入丙烯腈720g、10%的氢氧化钠水溶液15g以及四丁基溴化铵相转移催化剂86.75g,保持反应温度在40℃，搅拌速度120转/分，生成聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物；

（3）加入醋酸，使用醋酸中和体系中的碱催化剂,终止反应；

（4）自然冷却降温到常温，加入去离子水沉析、洗涤出料，温度在90℃下进行真空干燥，至产品中不再呈现出气泡则干燥完毕，生成取代度为85%的聚醋酸乙烯-氰乙基醚化物960g。最高介电常数值21，介电损耗0.0017。

本合成方法有以下特点：一、由于聚醋酸乙烯在丙烯腈中有一定的相溶性，大大提高了反应体系的均一性，提高了反应的效率。

二、原料聚醋酸乙烯分散过程中加入水性分散剂，促使物料颗粒均匀分散于水中。

三、两相醚化反应中使用相转移催化剂，可以帮助反应物从一相转移到能够发生反应的另一相当中，使非均相反应向均相反应转移，从而加快异相系统反应速率。大大减少了丙烯腈的用量，降低了生产成本。