[发明专利]采用氨基三甲叉膦酸去除聚醚酮酮粗品中金属铝离子的方法

说明书

本发明涉及聚醚酮酮粗品的精制工艺，具体涉及一种采用氨基三甲叉膦酸去除聚醚酮酮粗品中金属铝离子的方法。所述的方法为：(1)将聚醚酮酮粗品与二苯砜的二氯甲烷溶液混合，升温回流；(2)加入氨基三甲叉膦酸水溶液，继续加热回流，降温后过滤，得到聚醚酮酮初级品；(3)将聚醚酮酮初级品和去离子水放入容器中超声处理，然后用离心机过滤脱除水分，在130℃真空下干燥至恒重，得到纯化后的聚醚酮酮。本发明的聚醚酮酮在二苯砜的二氯甲烷溶液中充分溶胀，氨基三甲叉膦酸能够与聚醚酮酮中所含Al³⁺形成稳定络合物，并结合高频率超声处理，将聚醚酮酮粗品中金属铝离子降低至30ppm以下，聚醚酮酮高温下稳定性明显提高。

技术领域

本发明涉及聚醚酮酮粗品的精制工艺，具体涉及一种采用氨基三甲叉膦酸去除聚醚酮酮粗品中金属铝离子的方法。

背景技术

聚醚酮酮(PEKK)是一种高性能半结晶型热塑性聚合物，属于特种高分子材料聚芳醚酮家族中的一员，具有优异的机械性能、热稳定性、耐化学腐蚀性、抗辐射和阻燃性，在国防军工、航空航天、电子信息、汽车制造、石油化工、医疗卫生、家用电器等领域具有广阔的应用前景。

亲电取代反应路线合成PEKK通常采用傅-克反应催化剂AlCl₃合成，反应过程需要大量催化剂，由于大分子链的缠绕，部分催化剂被牢固地包裹在聚合物内，聚合物中不可避免残留有催化剂，较高的Al³⁺残留量将导致高温使用及加工成型过程中的次生催化效应，使产品变色或局部微分解，使聚合物的热稳定性变差。而对于在电子领域中的应用，产品中的Al³⁺含量将直接影响其电阻特性，PEKK中Al³⁺残留量成为衡量产品质量的关键指标之一。因此能够找到一种有效的粗品精制纯化工艺，有效去除聚合物中残留Al³⁺是合成高性能聚醚酮酮的关键环节。而且，在聚合过程中由于存在少量支化的不稳定结构，在热加工过程中易产生苯自由基，从而导致进一步交联和降解，影响其进一步应用。

传统工艺一般采用盐酸、氯代烷、醇类等溶剂，经反复洗涤去除残留金属离子杂质，过程繁琐、处理效率低、毒性大、安全风险高、环境污染严重，不利于产品质量稳定及规模化生产，且生产成本居高不下，严重影响聚醚酮酮的大规模应用与推广。CN201110002853.5公开了一种聚醚酮/聚醚砜类聚合物的纯化方法，采用酸的去离子水溶液对杂质聚合物进行超声处理，处理次数多，处理效率低，并且会产生大量的废水，对后期生产废水的生化处理代理困难。此外，其主要杂质为碱金属，与本申请所述的杂质不同，对金属铝离子的去除效果差，难于满足要求。

目前亟需开发一种能够有效降低聚醚酮酮粗品中Al³⁺含量，提高PEKK稳定性，且所用有机溶剂可循环利用的聚醚酮酮粗品的精制工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、成本低廉的采用氨基三甲叉膦酸去除聚醚酮酮粗品中金属铝离子的方法，能够将聚醚酮酮粗品中金属铝离子降低至30ppm以下。

本发明所述的采用氨基三甲叉膦酸去除聚醚酮酮粗品中金属铝离子的方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚酮酮粗品与二苯砜的二氯甲烷溶液混合，升温回流；

(2)向上述体系中加入氨基三甲叉膦酸水溶液，继续加热回流，降温后过滤，得到聚醚酮酮初级品；

(3)将聚醚酮酮初级品和去离子水放入容器中超声处理，将超声后的物料混合液用离心机过滤脱除水分，在130℃真空下干燥至恒重，得到纯化后的聚醚酮酮。

其中：

步骤(1)中聚醚酮酮粗品以AlCl₃为催化剂采用亲电取代反应路线聚合获得，粉碎，并过50～100目筛。

步骤(1)中二苯砜的二氯甲烷溶液的质量浓度为6～8％。