納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，包括如下步驟：（1）將含水硫化鈉、堿金屬鹽、催化劑和溶劑NMP攪拌分散，得到混合料；（2）將溶劑NMP、納米級的碳酸鹽和對二氯苯加入混合料中攪拌分散，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚苯硫醚顆粒；碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鎂或碳酸鋰；堿金屬鹽為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉；催化劑為氯化鋰、碳酸鋰或氫氧化鋰。本發(fā)明的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法中加入碳酸鹽，可改善聚苯硫醚的脆性，提高產(chǎn)品的韌性、彈性模量和穩(wěn)定性，而且生產(chǎn)工藝簡單。
【專利說明】納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料的生產(chǎn)工藝，特別涉及納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯硫醚(英文名稱:Polyphenylene sulfide,簡稱PPS),是一種新型高性能熱塑性樹脂，具有優(yōu)良的耐熱性，熱穩(wěn)定性。以及良好耐腐蝕，耐化學(xué)性，同時(shí)具有很低的介電常數(shù)，在高溫高濕環(huán)境下具有優(yōu)良的絕緣性和介電性。因此，作為一種新興的工程塑料，已廣泛應(yīng)用電子、航空航天、汽車、家電、機(jī)械等領(lǐng)域。
[0003]目前能成功合成聚苯硫醚并進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的方法都比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種新型納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，包括步驟:(1)將含水硫化鈉、堿金屬鹽、催化劑和溶劑NMP攪拌分散，得到混合料；(2)將溶劑NMP、納米級的碳酸鹽和對二氯苯加入混合料中攪拌分散，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚苯硫醚顆粒；碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鎂或碳酸鋰；堿金屬鹽為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉；催化劑為氯化鋰、碳酸鋰或氫氧化鋰。
[0006]本發(fā)明的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法中加入納米級的碳酸鹽，可改善聚苯硫醚的脆性，提高產(chǎn)品的韌性、彈性模量和穩(wěn)定性，而且生產(chǎn)工藝簡單。
[0007]在一些實(shí)施方式中，其中在(2)之前將混合料升溫到130~300攝氏度揮發(fā)脫水I~3小時(shí)。由此，具有物料混合充分的效果。
[0008]在一些實(shí)施方式中，其中步驟(2)聚合反應(yīng)的環(huán)境溫度是240~300攝氏度，聚合反應(yīng)時(shí)間為3.5~10小時(shí)。由此，具有反應(yīng)速度快的效果。
[0009]在一些實(shí)施方式中，碳酸鹽的含量可以優(yōu)選為占總固體物料質(zhì)量的0.05%~3%，還可以進(jìn)一步優(yōu)選為占總固體物料質(zhì)量的0.7%~1.2%。由此，可改善聚苯硫醚的脆性，提高產(chǎn)品的韌性、彈性模量和穩(wěn)定性。
[0010]在一些實(shí)施方式中，堿金屬鹽的含量可以優(yōu)選為占總固體物料質(zhì)量的1%~3%，還可以進(jìn)一步優(yōu)選為占總固體物料質(zhì)量的1.7%~2.5%。由此，可改善聚苯硫醚的脆性，提高產(chǎn)品的韌性、彈性模量和穩(wěn)定性。
[0011]在一些實(shí)施方式中，其中步驟(2)聚合反應(yīng)的環(huán)境溫度是270~290攝氏度。由此，具有反應(yīng)速度快的效果。
[0012]在一些實(shí)施方式中，其中步驟(2)碳酸鹽一次或多次加入混合料中。在大批量的工業(yè)化生產(chǎn)中，碳酸鹽可以分多次加入混合料中，可以使聚合反應(yīng)更加均勻。一次將碳酸鹽加入混合料中，適于小批量生產(chǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】[0013]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的限制。
[0014]溶劑NMP的中文名稱為N-甲基吡咯烷酮，英文名稱為N-methyl-2-pyrrolidone，簡稱NMP。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]在容量100升的反應(yīng)釜中，加入，19.5公斤含水硫化鈉，2公斤氯化鋰，0.7公斤氫氧化鈉，30公斤溶劑NMP混合分散后升溫到130~300攝氏度揮發(fā)脫水I~3小時(shí)，得到混合料。再向反應(yīng)釜中加入25公斤溶劑ΝΜΡ，0.3公斤納米級的碳酸鈣，18公斤對二氯苯。將反應(yīng)釜加入升溫到270攝氏度，保溫3.5~10小時(shí)，得到白色顆粒狀聚苯硫醚。
[0017]在常溫下測定，聚苯硫醚的分子量為5.0X 104，產(chǎn)品制樣的拉伸強(qiáng)度為40兆帕，缺口沖擊強(qiáng)度為2.2千焦/平方米。
[0018]在本實(shí)施例中，碳酸鈣是一次加入反應(yīng)釜中的混合料中的。在其它實(shí)施例中，碳酸鹽也可以分多次加入混合料中。
[0019]在本實(shí)施例中的碳酸鹽采用碳酸鈣。在其它實(shí)施例中的碳酸鹽還可以采用碳酸鋅、碳酸鎂或碳酸鋰。
[0020]在本實(shí)施例中，催化劑采用氯化鋰。在其它實(shí)施例中，催化劑還可以采用碳酸鋰或
氫氧化鋰。
[0021]在本實(shí)施例中，堿金屬鹽采用氫氧化鈉。在其它實(shí)施例中，堿金屬鹽還可以采用氫氧化鉀或碳酸鈉。
[0022]表1是實(shí)施例1，以及在其它一些與實(shí)施例1相同的方法合成聚苯硫醚的實(shí)施例中，含水硫化鈉的質(zhì)量、堿金屬鹽的種類和質(zhì)量、催化劑的種類和質(zhì)量、碳酸鹽的種類和質(zhì)量、對二氯苯的質(zhì)量、步驟(2)中的聚合反應(yīng)的環(huán)境溫度，以及堿金屬鹽占總固體物料質(zhì)量百分比和納米級碳酸鹽占總固體物料質(zhì)量百分比，還有所合成的聚苯硫醚的測定分子量、產(chǎn)品制樣拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度。
[0023]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]
【權(quán)利要求】
1.納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，包括如下步驟: (1)將含水硫化鈉、堿金屬鹽、催化劑和溶劑NMP攪拌分散，得到混合料； (2)將溶劑NMP、納米級的碳酸鹽和對二氯苯加入所述混合料中攪拌分散，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚苯硫醚顆粒； 所述碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鎂或碳酸鋰； 所述堿金屬鹽為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉； 所述催化劑為氯化鋰、碳酸鋰或氫氧化鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中在所述(2)之前將所述混合料升溫到130~300攝氏度揮發(fā)脫水I~3小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中所述步驟(2)聚合反應(yīng)的環(huán)境溫度是240~300攝氏度，聚合反應(yīng)時(shí)間為3.5~10小時(shí)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中所述碳酸鹽的含量占總固體物料質(zhì)量的0.05%~3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中所述碳酸鹽的含量占總固體物料質(zhì)量的0.7%~1.2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中所述堿金屬鹽的含量占總固體物料質(zhì)量的1%~3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中所述堿金屬鹽的含量占總固體物料質(zhì)量的1.7%~2.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中步驟(2)聚合反應(yīng)的環(huán)境溫度是270~290攝氏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的納米碳酸鹽成核合成聚苯硫醚的方法，其中步驟(2)碳酸鹽一次或多次加入所述混合料中。
【文檔編號】C08G75/02GK103665379SQ201310586128
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】周家鋆 申請人:廣州高八二塑料有限公司