[发明专利]一种含萘结构的聚芳醚酮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含萘结构的聚芳醚酮及其制备方法。所述聚芳醚酮具有以下式(I)所示结构：其中，n＝10～500。该聚合物玻璃化转变温度最高可达到260℃，特性粘度可达到0.4～0.88，并具有后处理简单、溶解性能好、耐高温、易于加工等特点，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是涉及高性能工程塑料合成技术，特别涉及到一种含萘结构的聚芳醚酮及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮(PAEK)树脂是指分子链的重复单元中只含芳环和相连接的酮基和醚基的一类全芳香族聚合物。其最早的品种是20世纪70年代以来由英国ICI公司最先研发成功，并于1981年商品化的聚醚醚酮(PEEK)树脂。PEEK是一种半结晶的聚合物，虽然玻璃化转变温度T_g只有143℃，但熔点T_m却高达334℃。因此，其纯树脂的热变形温度只有150℃，但经碳纤维或玻璃纤维增强后其热变形温度可高达310℃以上，在当时居热塑性塑料之首。

由于其半结晶的特性，加上较高的熔点，PEEK需要较高的加工温度，而且PEEK只能溶于浓硫酸，后处理净化提纯都很困难，使得其合成、使用成本十分昂贵，难以在实际中推广应用。

中国专利CN85108751A报道了一种含酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)的制备方法，这是一种无定型聚合物，其玻璃化转变温度为228℃。PEK-C是以酚酞作为双酚单体，与4,4’-二氟二苯甲酮缩聚而制得的，它具备了良好的溶解性，因而其合成条件及后处理都得到大大改善。但由于其环酯基的存在，其耐热性远低于PEEK。

中国专利CN1098097A报道了一种含二氮杂萘结构的聚醚酮及其制备方法，由于二氮杂萘酮的扭曲非共平面结构，使得其能溶于氯仿、N-甲基乙酰胺二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮等溶剂，合成工艺简单，可通过溶液浇铸成膜或热模压制片，具备良好的耐高温、耐辐射、电绝缘性能好等特点。

本发明的目的是从聚合物分子链结构设计出发，合成一种含萘结构的聚芳醚酮，其玻璃化转变温度最高可达260℃，可满足更高的耐温长期使用需求。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有技术中聚芳醚酮树脂后处理困难、不能溶解、玻璃化转变温度较低等问题。

本发明从聚合物重复单元结构设计出发，提供了一种新型含萘结构的聚芳醚酮，聚合后处理简便，其玻璃化转变温度230～260℃，可溶于氯仿、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)等溶剂，易于加工成型。

本发明目的之一为提供一种含萘结构的聚芳醚酮，具有以下式(I)所示结构：

其中，

n＝10～500。

本发明所述聚芳醚酮中，优选地，n＝100～300。

本发明所述聚芳醚酮的玻璃化转变温度为230～260℃，特性粘度为0.4～0.88，可溶于氯仿、N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂。

本发明目的之二为提供所述含萘结构的聚芳醚酮的制备方法，包括在催化剂存在下，将萘二酚单体和4,4’-二卤二苯甲酮单体在非质子型极性溶剂或含非质子型极性溶剂的混合溶剂中进行聚合反应，得到所述聚芳醚酮。

本发明的制备方法技术方案是以市售的萘二酚单体和4，4’-二卤二苯甲酮为原料，以碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，经溶液亲核取代逐步聚合反应制得含萘结构的聚芳醚酮高性能树脂。

本发明所述聚芳醚酮的制备方法中，所述萘二酚单体选自1,4-萘二酚、1,5-萘二酚、1,6-萘二酚、2,3-萘二酚中的至少一种。