專利名稱：聚醚酰亞胺產(chǎn)品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料制造技術(shù)，特別是一種聚醚酰亞胺產(chǎn)品及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚醚酰亞胺(PEI)是一類二十世紀八十年代初剛出現(xiàn)的新型特種高分子材料，是無定形的熱塑性聚酰亞胺(PI)，具有典型的加工特性，可用通用機械設(shè)備注射、擠出、吹塑和發(fā)泡成型，具有優(yōu)良的熱機械、電學(xué)和耐輻射等綜合性能，可廣泛用于汽車、儀器儀表、電子電氣、機械及宇航工業(yè)上，并得到廣泛的應(yīng)用。目前聚醚酰亞胺在世界年消費量已達到了3萬噸以上。隨著聚醚酰亞胺的用途越來越廣闊，因此對發(fā)展這種低成本高性能聚 醚酰亞胺的研究越來越得到人們的重視?，F(xiàn)有技術(shù)ZL200410017711. 6介紹了連續(xù)擠出反應(yīng)制備聚醚酰亞胺的方法，該法將雙酚A 二醚酐、芳香族二胺和鏈終止劑的混合物連續(xù)加到雙螺桿反應(yīng)器加料段中，經(jīng)由熔融段、傳質(zhì)段、與增強劑玻纖等混合后，從雙螺桿反應(yīng)器中在10 30個大氣壓下分離出聚醚酰亞胺和反應(yīng)生成水，混合物加到加料段速度為2 5kg/h。用該法制備聚醚酰亞胺雖然實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，但是由于其直接使用的主要原料是雙酚A 二醚酐，使得制備聚醚酰亞胺受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種聚醚酰亞胺產(chǎn)品及其制備方法，工藝簡單，成本低，無溶劑污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明技術(shù)方案如下聚醚酰亞胺產(chǎn)品，由原料混合物通過聚合制成所述聚醚酰亞胺，其特征在于，所述原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I 0. 04 0. I。所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’ - 二氨基二苯醚；對苯二胺。所述原料混合物通過連續(xù)型螺桿反應(yīng)器聚合制成所述聚醚酰亞胺。所述連續(xù)型螺桿反應(yīng)器采用同向雙螺桿反應(yīng)擠出機。所述聚醚酰亞胺在鄰甲酚中的特性粘度為0. 50 0. 55dl/g。所述聚醚酰亞胺的拉伸強度10(Tl50MPa，斷裂伸長率6 10%。聚醚酰亞胺的制備方法，包括原料混合步驟、熔融脫水步驟和聚合步驟，其特征在于，所述原料混合步驟中的原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I
0.04 0. I ;所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’ - 二氨基二苯醚；對苯二胺。
所述原料混合物通過連續(xù)型螺桿反應(yīng)器聚合制成所述聚醚酰亞胺。所述連續(xù)型螺桿反應(yīng)器采用同向雙螺桿反應(yīng)擠出機。所述熔融脫水步驟和聚合步驟均在同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中依次分段連續(xù)進行。所述熔融脫水步驟包括將所述原料混合物以一定的速度加入到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中，控制該段180°C 290°C的溫度梯度，所述原料混合物被捏合熔融成待聚合液體，并排出生成水；所述聚合步驟包括將所述待聚合液體輸送到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中，控制該段290°C 340°C的溫度梯度，將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺,并排出生成水。所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中包括兩組捏合螺塊，分別位于熔融脫水段的中部和末端；所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中包括輸送螺塊；所述熔融脫水段上和所述聚合段上均設(shè)置有排氣口 ；所述聚合步驟中將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺后，所述聚醚酰亞胺從所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中擠出，擠出的聚醚酰亞胺經(jīng)冷卻和造粒形成聚醚酰亞胺樹脂產(chǎn)品。
本發(fā)明技術(shù)效果如下本發(fā)明聚醚酰亞胺產(chǎn)品及其制備方法有利于從工業(yè)上更加容易獲得聚醚酰亞胺產(chǎn)品，并使聚醚酰亞胺產(chǎn)品的優(yōu)良綜合性能得到保障。
具體實施例方式本發(fā)明的實施是由雙酚A四酸(BPATA)、對苯二胺、3，4’ - 二氨基二苯醚和苯酐經(jīng)充分混合后，連續(xù)加入到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中，經(jīng)過熔融脫水排氣，最后經(jīng)聚合連續(xù)擠出聚醚酰亞胺，其聚合物特性黏度為0. 5 0. 55dl/g，拉伸強度100 150MPa，斷裂伸長率
6. 0 10%o聚醚酰亞胺產(chǎn)品，由原料混合物通過聚合制成所述聚醚酰亞胺，其特征在于，所述原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。所述原料混合物通過連續(xù)型螺桿反應(yīng)器聚合制成所述聚醚酰亞胺。所述連續(xù)型螺桿反應(yīng)器采用同向雙螺桿反應(yīng)擠出機。所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I 0. 04 0. I。所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’ - 二氨基二苯醚；對苯二胺。所述聚醚酰亞胺在鄰甲酚中的特性粘度為0. 50 0. 55dl/g。所述聚醚酰亞胺的拉伸強度100 150MPa，斷裂伸長率6 10%。聚醚酰亞胺的制備方法，包括原料混合步驟、熔融脫水步驟和聚合步驟，其特征在于，所述原料混合步驟中的原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I 0.04 0. I ;所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’_ 二氨基二苯醚；對苯二胺。所述原料混合物通過連續(xù)型螺桿反應(yīng)器聚合制成所述聚醚酰亞胺。所述連續(xù)型螺桿反應(yīng)器采用同向雙螺桿反應(yīng)擠出機。所述熔融脫水步驟和聚合步驟均在同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中依次分段連續(xù)進行。所述熔融脫水步驟包括將所述原料混合物以一定的速度加入到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中，控制該段180°C 290°C的溫度梯度，所述原料混合物被捏合熔融成待聚合液體，并排出生成水；所述聚合步驟包括將所述待聚合液體輸送到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中，控制該段290°C 340°C的溫度梯度，將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺，并排出生成水。所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中包括兩組捏合螺塊，分別位于熔融脫水段的中部和末端；所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中包括輸送螺塊；所述熔融脫水段上和所述聚合段上均設(shè)置有排氣口 ；所述聚合步驟中將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺后，所述聚醚酰亞胺從所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中擠出，擠出的聚醚酰亞胺經(jīng)拉條、冷卻和造粒形成聚醚酰亞胺產(chǎn)品。本發(fā)明工藝簡單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。用本發(fā)明制備的聚醚酰亞胺使用雙酚A四酸代替雙酚A 二醚酐，釆用混合芳香族二胺在同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中制備聚醚酰亞胺，其加工性及機械性能得到改善。聚醚酰亞胺的制備方法包括步驟如下⑴粉狀雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐充分混合M)將步驟⑴的混合物加到溫度為180°C 290°C同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中，物料經(jīng)過加熱被捏合熔融成液體，生成的水排出或排放到大氣中，同向雙螺桿反應(yīng)擠出機組成包括熔融脫水段和聚合段；⑶將熔融脫水后的液體送到溫度為290°C 340°C的聚合段，反應(yīng)生成的水被排出或排放到大氣中；⑷聚醚酰亞胺和生成水從同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中分尚出來。
所述的雙酚A四酸、芳香族二胺釆用等摩爾投料；苯酐的量為雙酚A四酸摩爾數(shù)的4^10%,作為加入苯酐的摩爾數(shù)。所述的芳香族二胺為對苯二胺和/或3，4’ - 二氨基二苯醚的混合物，其中對苯二胺的摩爾數(shù)為雙酚A四酸摩爾數(shù)2(T80%。所述的同向雙螺桿反應(yīng)擠出機螺桿直徑的長徑比為40 ;熔融脫水段長度為1200mm，帶有多個排氣口 ；聚合段長度為600_，帶有排氣口 ；其中各參數(shù)只是舉例，還可以根據(jù)實際情況或需要確定。所述的混合物加入到熔融脫水段的速度為8 15kg/hr ;在熔融脫水段中放有二段捏合螺塊，分別位于熔融脫水段的中部和末端；聚合段為輸送螺塊。從聚合段分離出來的聚醚酰亞胺在鄰甲酚中的特性粘度為0. 50 0. 55dl/g。按照本發(fā)明制備的聚醚酰亞胺制樣件，其拉伸強度100 150MPa，斷裂伸長率6 10%。為了更好地實施本發(fā)明，特舉例具體說明，但本發(fā)明并不限于下列實施例。實施例I :將8340克(15摩爾)粉狀雙酚A四酸、324克對苯二胺(3摩爾)、2400克3，4’ - 二氨基二苯醚(12摩爾)和111克苯酐充分混合均勻，以9kg/hr的速度加到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中，控制該段180°C ^290°C的溫度梯度，螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分，物料被捏合成液體，生成的水被自然排放至大氣中。接著液體被輸送到溫度梯度為2900C "3400C的聚合段，物料經(jīng)剪切捏合后，將生成的水分離，自然排放到大氣中，擠出的聚醚酰亞胺經(jīng)拉條、冷卻、造粒后，在鄰甲酚中的特性粘度為0. 55dl/g。注塑制樣后，其拉伸強度145MPa,斷裂伸長率9. 7%。實施例2 :除對苯二胺加入量為810克，3，4’-二氨基二苯醚為1500克，苯酐為156克，加料速度為12kg/hr。其他配方和操作步驟同實施例I 一樣。結(jié)果所得聚醚酰亞胺的特性粘度為0. 53dl/g，拉伸強度120MPa，斷裂伸長率8. 3%。實施例3 :除對苯二胺加入量為1296克，3，4’-二氨基二苯醚為600克，苯酐為222克，加料速度為15kg/hr。其他配方和操作步驟同實施例I相同。結(jié)果所得聚醚酰亞胺的特性粘度為0. 50dl/g,拉伸強度105MPa，斷裂伸長率6. 5%。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.聚醚酰亞胺產(chǎn)品，由原料混合物通過聚合制成所述聚醚酰亞胺，其特征在于，所述原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚醚酰亞胺產(chǎn)品，其特征在于，所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I O. 04 O. I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚醚酰亞胺產(chǎn)品，其特征在于，所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’ - 二氨基二苯醚；對苯二胺。
4.聚醚酰亞胺的制備方法，包括原料混合步驟、熔融脫水步驟和聚合步驟，其特征在于，所述原料混合步驟中的原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚醚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述原料混合物中的原料摩爾比如下雙酚A四酸芳香族二胺苯酐=1 I O. 04 O. I ;所述芳香族二胺選用以下物質(zhì)的一種或兩種的組合3，4’ - 二氨基二苯醚；對苯二胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚醚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述熔融脫水步驟和聚合步驟均在同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中依次分段連續(xù)進行，所述熔融脫水步驟包括將所述原料混合物以一定的速度加入到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中，控制該段180°C 290°C的溫度梯度，所述原料混合物被捏合熔融成待聚合液體，并排出生成水；所述聚合步驟包括將所述待聚合液體輸送到同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中，控制該段290°C 340°C的溫度梯度，將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺，并排出生成水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚醚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機熔融脫水段中包括兩組捏合螺塊，分別位于熔融脫水段的中部和末端；所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機聚合段中包括輸送螺塊；所述熔融脫水段上和所述聚合段上均設(shè)置有排氣口 ；所述聚合步驟中將所述待聚合液聚合成或剪切捏合成聚醚酰亞胺后，所述聚醚酰亞胺從所述同向雙螺桿反應(yīng)擠出機中擠出，擠出的聚醚酰亞胺經(jīng)冷卻和造粒形成聚醚酰亞胺樹脂產(chǎn)品。
全文摘要
聚醚酰亞胺產(chǎn)品及其制備方法，工藝簡單，成本低，無溶劑污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)，其特征在于，由原料混合物通過連續(xù)型螺桿反應(yīng)器聚合制成所述聚醚酰亞胺，其特征在于，所述原料混合物包括雙酚A四酸、芳香族二胺和苯酐。
文檔編號C08G73/10GK102675639SQ20121019294
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者辛慶生 申請人:辛慶生