專利名稱：用于制備具有減少的碘含量的聚亞芳基硫醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于制備聚亞芳基硫醚的方法，更具體地涉及一種用于制備具有減少的碘含量同時(shí)具有改進(jìn)的性能的聚亞芳基硫醚的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，聚亞芳基硫醚是代表性的工程塑料，且由于其高耐熱性、耐化學(xué)性、耐燃性及電絕緣性，因此在高溫和腐蝕環(huán)境及電子產(chǎn)品中的需求量很大。主要應(yīng)用包括計(jì)算機(jī)附件、汽車附件、接觸腐蝕性化學(xué)材料的部件的涂層及工業(yè)耐化學(xué)品的纖維及類似應(yīng)用。目前，聚苯硫醚(PPS)是唯一可商購(gòu)得到的聚亞芳基硫醚。根據(jù)當(dāng)前的PPS商業(yè)生產(chǎn)方法，對(duì)二氯苯(PDCB)和硫化鈉被用作原料且在諸如N-甲基吡咯烷酮及類似物的極性有機(jī)溶劑中反應(yīng)。該方法被稱為Macallum方法，且基本過程被公開在美國(guó)專利第 2，513，188號(hào)和第2，583，941號(hào)中，其中存在一些可用的極性溶劑，但N-甲基吡咯烷酮是當(dāng)前最常用的。該方法使用二氯芳族化合物作為原料，且產(chǎn)生作為副產(chǎn)物的氯化鈉(NaCl)。在Macallum方法中得到的PPS具有約10，000 40，000的分子量，且熔體粘度為不是太高的3000泊或更小。通常，為了得到更高的熔體粘度，使PPS經(jīng)歷固化過程(curingprocess)，其中在低于熔點(diǎn)(Tm)下加熱的同時(shí)使其與氧氣接觸，且因此，熔體粘度可由氧化、交聯(lián)、聚合物鏈延長(zhǎng)及類似的方式增加到需要的水平。然而，由現(xiàn)有方法生產(chǎn)的PPS具有以下的根本缺點(diǎn)。首先，用硫化鈉及類似物來(lái)供應(yīng)聚合物反應(yīng)中所需要的硫，且因此，大量的諸如氯化鈉及類似物的金屬鹽作為副產(chǎn)物存在于聚合物中。由于該原因，甚至在方法中得到的聚合物被洗滌后，金屬鹽仍以幾千ppm水平留下，從而增加了聚合物的電導(dǎo)率，引起加工設(shè)備的腐蝕，且在制備纖維時(shí)在紡絲過程中產(chǎn)生問題。并且，如果硫化鈉被用作原料，副產(chǎn)物氯化鈉的生產(chǎn)量達(dá)到原料的重量的52wt%，這變成廢物，因?yàn)榛厥赵诮?jīng)濟(jì)上是不可行的。其次，聚合物的性能在固化過程中不期望地改變。顏色由于交聯(lián)和通過氧氣的氧化而變深，且脆性變得更高。最后，與通過溶液聚合得到的聚合物相似，最終的PPS變成非常細(xì)的粉末，這相對(duì)降低了表觀密度，因此使其不利于運(yùn)輸且在生產(chǎn)過程中引起諸多不便。除了 Macallum方法外，在美國(guó)專利第4，746，758號(hào)、第4，786，713號(hào)及相關(guān)專利中提出新方法。在這些專利中，二碘化合物和固體硫代替二氯化合物和金屬硫化物被用于現(xiàn)有方法中，且公開了聚亞芳基硫醚可通過直接加熱而不使用極性溶劑來(lái)得到。該方法包括碘化和聚合兩個(gè)步驟，其中在碘化過程中，使芳基化合物和碘反應(yīng)以得到二碘化合物，二碘化合物在聚合過程中與固體硫反應(yīng)以制備具有高分子量的聚亞芳基硫醚。在反應(yīng)的過程中，碘以蒸汽的形式產(chǎn)生，其可回收以與芳基化合物再次反應(yīng)，且因此，碘基本上為催化劑。然而，在這個(gè)方法中主要提到以下兩個(gè)待解決的問題。首先，由于碘是腐蝕性的，所以如果碘保持在分子狀態(tài)，如果被包含在最終的聚亞芳基硫醚產(chǎn)物中，它可在加工設(shè)備中產(chǎn)生問題。其次，由于固體硫被用于聚合過程中，因此二硫鍵被包含在最終的聚亞芳基硫醚中，這使熱性能惡化，所述熱性能包括熔點(diǎn)。
因此，存在開發(fā)這樣的方法的需要在過程中不產(chǎn)生不必要的金屬鹽、可顯著減少引起設(shè)備腐蝕的碘的含量且可有效地制備具有機(jī)械強(qiáng)度的聚亞芳基硫醚。發(fā)明概沭本發(fā)明提供一種用于制備具有低碘含量和優(yōu)良熱穩(wěn)定性的聚亞芳基硫醚的方法。本發(fā)明還提供具有低碘含量和優(yōu)良熱穩(wěn)定性的聚亞芳基硫醚。本發(fā)明還提供包含聚亞芳基硫醚的模制產(chǎn)品。本發(fā)明提供用于制備聚亞芳基硫醚的方法，該方法包括使包含二碘芳族化合物(diiodide aromatic compound)、含硫化合物及以下化學(xué)式I的聚合終止劑的反應(yīng)物發(fā)生聚合反應(yīng) 化學(xué)式I
P 2131D10D 9
vy
RR5 R R7在化學(xué)式I中，X為化學(xué)鍵、O、S、N、羰基或亞甲基，且R1至Rltl獨(dú)立地為氫、羥基、C1-5烷基或苯基。 本發(fā)明還提供由以上方法制備的、具有20，OOOppm或更低的碘含量的聚亞芳基硫醚，及包含所述聚亞芳基硫醚的模制產(chǎn)品。發(fā)明詳沭在下文中，將詳細(xì)解釋根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于制備聚亞芳基硫醚的方法及由此制備的聚亞芳基硫醚及類似物。發(fā)明人集中在通過化學(xué)方法解決現(xiàn)有的聚亞芳基硫醚的制備方法的問題。用于除去最終聚合物中的碘的原因在經(jīng)濟(jì)上及在腐蝕性方面都是重要的。已知，在使用二碘芳族化合物的方法中，析出的碘分子被包含在制備的聚亞芳基硫醚化合物中，或被鍵合到聚合物中的芳基上。具體地，本發(fā)明涉及一種用于制備聚亞芳基硫醚的方法，所述方法可在聚亞芳基硫醚的聚合方法的過程中降低最終聚合物中的殘余的碘含量，且同時(shí)使聚亞芳基硫醚的性能維持在相同或改進(jìn)的水平。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，用于制備聚亞芳基硫醚的方法包括使包含二碘芳族化合物、含硫化合物及以下化學(xué)式I的聚合終止劑的反應(yīng)物發(fā)生聚合反應(yīng)化學(xué)式I
權(quán)利要求
1.一種用于制備聚亞芳基硫醚的方法，包括使包含二碘芳族化合物、含硫化合物及以下化學(xué)式I的聚合終止劑的反應(yīng)物發(fā)生聚合反應(yīng)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚合終止劑選自由苯硫醚、二苯醚、聯(lián)苯、二苯甲酮及其組合組成的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚合終止劑以基于100重量份的所述二碘化合物的0. 3-2. 8重量份的含量被包含。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述二碘化合物選自由二碘苯、二碘萘、二碘聯(lián)苯、二碘雙酚、二碘二苯甲酮及其組合組成的組。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中聚合反應(yīng)進(jìn)行1-30小時(shí)，同時(shí)在180-250°C的溫度和50-450托的壓力的起始反應(yīng)條件下，將溫度升高到270-350°C的最終溫度且將壓力降低到0. 001-20托的最終壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括在所述聚合反應(yīng)前使所述反應(yīng)物熔融混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚合反應(yīng)在基于硝基苯的催化劑的存在下進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚亞芳基硫醚具有20，OOOppm或更少的碘含量。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚亞芳基硫醚具有10，OOOppm或更少的碘含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚亞芳基硫醚具有265-320°C的熔點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聚亞芳基硫醚具有20-100，000泊的熔體粘度。
12.通過根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法制備的聚亞芳基硫醚，具有20，OOOppm或更少的碘含量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚亞芳基硫醚,其中所述聚亞芳基硫醚具有10，OOOppm或更少的碘含量。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚亞芳基硫醚，其中所述聚亞芳基硫醚具有265-320°C的熔點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚亞芳基硫醚，其中所述聚亞芳基硫醚具有20-40，000泊的熔體粘度。
16.包含根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚亞芳基硫醚的模制產(chǎn)品。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模制產(chǎn)品，其中所述模制產(chǎn)品是以膜、薄片或纖維的形式。
全文摘要
本公開涉及用于制備具有減少的碘含量同時(shí)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性的聚亞芳基硫醚的方法，具體涉及包括使包含二碘芳族化合物、含硫化合物及聚合終止劑的組合物聚合反應(yīng)的方法。制備方法可有效地減少聚亞芳基硫醚的碘含量，以防止后處理裝置的腐蝕，改進(jìn)聚亞芳基硫醚的性能諸如熱穩(wěn)定性及類似性質(zhì)，且因此，其可有用地應(yīng)用于與聚亞芳基硫醚的制備相關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)C08G75/16GK102762638SQ201180010681
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者慎鏞埈, 林在鳳, 車一勛, 金圣基 申請(qǐng)人:Sk化學(xué)株式會(huì)社