[发明专利]一种浅色聚芳醚腈树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种聚芳醚腈树脂的制备方法。

背景技术

聚芳醚腈(PEN)是大分子主链拥有芳醚结构单元，且其中一种芳醚侧基为腈基的热塑性聚合物；拥有热稳定性好、力学性能高、绝缘性好、耐化学品腐蚀和拥有自阻燃性等优异的综合性能；广泛应用于电子电器、机械制造、汽车零件、航空航天等领域。

80年代初期D.K.Mohanty等以二卤代苯甲腈制备了具有实际应用性能的聚芳醚腈均聚物，之后聚芳醚醚产品取得了快速发展，如1986年日本S.Matsuo等申请了系列专利，日本出光兴产公司成功开发出PEN产品。聚芳醚腈在国内的研究起步于20世纪80年代，主要集中在研究合成工艺和配方等方面。近十多年来，由于聚芳醚腈出色的化学性能、物理机械性能、高耐热稳定性以及良好的加工性能，PEN在特种工程塑料领域受到极大的关注。因此聚芳醚腈成为了聚芳醚类聚合物中最重要的一种聚合物。

目前制备聚芳醚腈主要采用的合成方法是通过将二卤代苯腈和二元酚在N-甲基吡咯烷酮(NMP)等极性溶剂中，以碳酸盐为催化剂，甲苯为脱水剂，进行合成制备而得。如公开号为CN101838390B的中国发明公开了一种聚芳醚腈树脂的制备方法，以2，6-二氯苯甲腈和芳香族二元酚为原料，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，在催化剂和脱水剂作用下于反应釜中常压完成反应，溶液经稀释后向沉淀剂中加压喷雾沉淀，沉淀物与沉淀剂加热搅拌回流完成溶剂萃取后经离心机固液分离，液体进入精馏塔精馏回收溶剂，固体经沸水洗涤后烘干获得聚芳醚腈树脂。此类合成方法以碳酸盐为催化剂，由于碳酸盐为弱碱性物质，需将其过量加入才能使反应顺利进行，因此产生的产品中存在一定量未反应的碳酸盐，导致产品纯度不高而显深色；同时，由于NMP等极性溶剂可与碱发生反应而变质，使得生产出来的PEN树脂中残存大量该类溶剂及脱水剂，其将对树脂颜色产生严重影响，且含量越高，树脂颜色越深，透明度越低；聚芳醚腈树脂若呈深色将限制其在某些领域的应用。因此，如何提高PEN树脂颜色品质是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防止反应过程中催化剂、极性溶剂等影响聚芳醚腈树脂颜色，提高聚芳醚腈树脂颜色品质的一种浅色聚芳醚腈树脂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浅色聚芳醚腈树脂的制备方法，包括以下步骤：

(a)制备酚碱盐：

以双酚A与碱的摩尔比为1∶2-2.1备料，反应得酚碱盐；

(b)制备聚芳醚腈齐聚物：

以酚碱盐、2，6-二氯苯甲腈、碱金属碳酸盐、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1∶1.1-2∶0.01-0.1∶8-15备料，反应制得氯封端的聚芳醚腈齐聚物；

(c)制备聚芳醚腈高聚物

将摩尔比为1∶1∶0.01-0.1∶8-15的酚碱盐、氯封端的聚芳醚腈齐聚物、碱金属碳酸盐、N-甲基吡咯烷酮投入反应器，反应得聚芳醚腈高聚物；

(d)纯化

将步骤(c)所得的聚芳醚腈高聚物及萃取剂放入抽提装置，萃取除去溶剂后进行干燥，即得到浅色聚芳醚腈树脂。

优选的，所述步骤(a)中，首先用碱配制质量分数为10-50％的碱溶液，投入反应器中，再将双酚A加入碱溶液中，控制反应温度为5-60℃，反应1-3h；反应结束后在20-30℃下完成结晶，再真空干燥，得酚碱盐；

优选的，所述步骤(b)中将酚碱盐、2，6-二氯苯甲腈、碱金属碳酸盐、N-甲基吡咯烷酮投入反应器，升温至180-200℃反应2-3h，将反应器内聚合物粘液倒入纯水中进行冷却，得到固化物，然后用粉碎机粉碎后用纯水洗涤，再进行干燥，制得氯封端的聚芳醚腈齐聚物；

优选的，所述步骤(c)中将酚碱盐、氯封端的聚芳醚腈齐聚物、碱金属碳酸盐、N-甲基吡咯烷酮投入反应器，升高温度至180-200℃反应2-5h完成聚合反应，将反应器内聚合物粘液倒入纯水中进行冷却，得到固化物，然后用粉碎机粉碎后用纯水洗涤，再进行干燥，即得聚芳醚腈高聚物；

优选的，所述步骤(a)中碱为氢氧化钾或氢氧化钠。

优选的，所述的碱金属碳酸盐为碳酸钾或碳酸钠。

优选的，步骤(a)中将双酚A和碱溶液的反应温度控制为25-45℃。

优选的，步骤(a)、(b)、(c)中反应器为带氮气保护和搅拌器的反应器。

优选的，所述萃取剂为环丁砜、乙醇、甲醇或乙醚。

优选的，所述聚芳醚腈高聚物与萃取剂的质量比为1：4-20。

本发明的有益效果是：