[发明专利]一种碱金属硫化物脱水的方法及其在聚合反应中的应用

说明书

本发明提供了一种碱金属硫化物脱水的方法，在惰性气体的保护下，将含水的碱金属硫化物加入到熔融状态的聚苯硫醚中，搅拌均匀，使得含水的碱金属硫化物在熔融聚苯硫醚的高温状态下脱出全部或部分水分，得到包含有碱金属硫化物的聚苯硫醚混合物。本方法能够在更高温度下，高效除去碱金属硫化物中的水分，得到干燥的碱金属硫化物用于化工生产的原料。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种碱金属硫化物脱水的方法。

背景技术

碱金属硫化物，特别是硫化钠是一类非常重要的化工原料，常用于生产硫化染料、制药工业原料以及电镀处理、聚合物合成等领域。其中应用于聚合物，例如聚苯硫醚的合成是其非常重要的应用。

碱金属硫化物都具有吸潮性强的特点，通常长情况下会以含有结晶水的形式存在。另外，这一类化合物在空气中都极易被氧化。因此，在需要用到干燥的碱金属硫化物的时候，方便快捷的得到能够满足应用的干燥硫化钠的方法对于提高生产效率是非常重要的。例如当碱金属硫化物用于聚苯硫醚的聚合时，得到干燥的硫化钠的效率往往对整个生产过程的效率具有决定性的影响。

例如申请号为CN201110229726.9的专利中，提到了一种聚苯硫醚树脂合成工艺中的多水硫化钠脱水工艺，在原料多水硫化钠脱水前,对硫化钠进行物理化学处理,脱水阶段采用DCS监控系统控制脱除水的量,将多水硫化钠、氯化锂和NMP溶液在反应釜中加温共沸；使多水硫化钠的结晶水以水蒸汽形式脱出，然后经过常压精馏塔分离将脱水过程中产生的水蒸气和N-甲基吡咯烷酮以及硫化氢气体。这个过程存在明显的缺陷：首先，用到了大量的NMP有机溶剂。因为硫化钠本身非常容易被氧化，因此需要用到大量的有机溶剂作为分散体系来更好的隔绝氧气，尽量减少体系中氧气对干燥后的硫化钠氧化，提高了溶剂的回收成本；其次，受限于有机溶剂的沸点，例如常用的强极性有机溶剂，NMP的沸点为203℃，HMPA的沸点为233℃，干燥的温度受限，因此需要较长的时间来处理含有结晶水的硫化钠，通常为2-6小时，极大的影响了实际生产中的效率。

专利CN201410060699.0也公开了一种聚苯硫醚合成中多水硫化钠的脱水工艺，该专利将多水硫化钠、催化剂、NMP溶液在反应釜中加热并搅拌，连续升温，温度150~200℃，并通入氮气。该工艺的脱水时间虽然只需40-60分钟，但是过程中要不断从底部通入流动的氮气，流动的氮气不断从反应釜里把水气带出来，在加快把水带出来的同时，一定会增加有机溶剂挥发的速度，成本高，并且很不环保。

发明内容

针对现有碱金属硫化物胶水工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种碱金属硫化物脱水的方法，本方法能够在更高温度下，高效除去碱金属硫化物中的水分，得到干燥的碱金属硫化物用于化工生产的原料。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备干燥碱金属硫化物的方法，在惰性气体的保护下，将含水的碱金属硫化物分散到熔融状态的聚苯硫醚中，搅拌均匀，使得含水的碱金属硫化物在熔融聚苯硫醚的高温状态下脱出全部或部分水分，得到包含有碱金属硫化物的聚苯硫醚的混合物。

本发明采用熔融的聚苯硫醚作为溶剂，由于熔融的聚苯硫醚本身具有一定的极性，在高温下能够有效的分散聚合单体，在混合过程中聚苯硫醚熔融的高温能够高效的除去硫化钠原料中的水分，省去了专门的脱水工序，提高聚合工艺的效率，无需小分子有机溶剂。

该方法得到的产物为包含有干燥的碱金属硫化物的聚苯硫醚的熔融混合物，该熔融混合物可作为化工聚合物产品的生产原料，熔融的聚苯硫醚在隔绝氧气条件下具有优异的化学稳定性，除了端基不与常见的化学物质发生聚合反应，而对于聚合物来说，端基所占比例极小，可以忽略不记。特别的，聚苯硫醚作为溶剂尤其适用于聚苯硫醚的聚合反应，因为在聚合条件下，不会因为高温而引起剧烈的降解反应，并且在聚合完成后能与生成的聚合物产品完美相容，不需要从体系中除去，可作为理想的高温状态下的熔融分散体系。

本发明利用惰性气体保护，能更好的避免硫化钠被氧化。所述惰性气体选自氮气、氩气、二氧化碳，优选氮气。