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Title:
METHOD FOR PREPARING POWDER RESIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/037097
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for preparing powder resin is provided. The method comprises the following steps: (1) directly cooling a polymer precipitate obtained from a reaction system after performing polymerization reaction at a rate of 2-50℃/minute for 1-60 minutes to obtain polymer colloidal solution, wherein the solution is stirred increasingly and the stirring speed is 10-3000 rpm. (2) adding a certain amount of poor solvent to the mixture to form suspension mixture of the polymer product and the poor solvent when the temperature of the system is at 130-250℃. (3) centrifuging, filtrating or leaching the suspension polymer to remove mother liquid, and then filtrating, so as to obtain polymer crude product. (4) distilling and refining the polymer crude product in high temperature with solvent or boiling water to remove the salt and impurity in the polymer, and drying to obtain the product. The advantages of the method is obtaining size uniform polymer powder through process control, realizing rapid discharging, avoiding change of viscosity in discharging process, solving the problem of adhesion of reaction material to the wall of reaction vessel, and improving production efficiency.

Inventors:
RAO XIANHUA (CN)
CAO MIN (CN)
DAI JINGQI (CN)
SU CHENGXIAO (CN)
ZHAO DONGHUI (CN)
ZENG XIANGBIN (CN)
LIU QIXIANG (CN)
CAI TONGMIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/002051
Publication Date:
March 21, 2013
Filing Date:
December 08, 2011
Export Citation:
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Assignee:
KINGFA SCIENCE & TECHNOLOGY CO (CN)
SHANGHAI KINGFA SCI & TECH CO (CN)
ZHUHAI WANGO CHEM CO LTD (CN)
RAO XIANHUA (CN)
CAO MIN (CN)
DAI JINGQI (CN)
SU CHENGXIAO (CN)
ZHAO DONGHUI (CN)
ZENG XIANGBIN (CN)
LIU QIXIANG (CN)
CAI TONGMIN (CN)
International Classes:
C08F6/10; C08G65/40; C08G65/46; C08G75/20
Foreign References:
CN1311263A2001-09-05
US6291573B12001-09-18
Attorney, Agent or Firm:
WISON I.P. LAW FIRM (CN)
广州致信伟盛知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1. 一种制备粉末树脂的方法, 包括如下步骤: (1 )首先在聚合反应结束后直接降温, 聚合物 从反应体系中沉淀析出获得聚合物胶状液; 降温速度优选为 2~50 °C/min, 降温时间为 l~60min; 加大搅拌速度使得聚合物胶状液均匀分散; (2) 当体系降温到 130〜250°C , 向此混 合物中加入一定量的不良溶剂, 使得聚合物体系与不良溶剂形成悬浮液体混合物; (3 ) 将悬 浮物固液分离, 得到所需要的聚合物粉末粗产品; (4)将粗产品进行精制, 干燥。

2. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 所述树脂包含聚芳醚酮类、聚芳 醚类、 聚砜类。

3. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 聚合反应采用的溶剂是二苯砜, 二甲基亚砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二乙基亚砜、 二异丙基砜、 二苯砜、 环丁砜或四甲基砜 中的一种或几种的混合物, 反应体系固体含量按重量百分比为 5%~60%。

4. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 降温方式采取风冷、水冷或采用 在聚合釜夹套热油中输入外界冷油的降温方式。

5. 根据权利要求 4所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 所采用的降温工艺, 降温速度为 5~30°C/min。

6. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 向体系中加入的不良溶剂为水、 乙醇、 丙酮、 二甲苯、 甲苯、 苯或环丁砜, 加入的溶剂与聚合所用溶剂的体积比为 1 :2~3: 1。

7. 根据权利要求 6所述制备粉末树脂的方法,其特征在于, 向体系中加入的不良溶剂与聚合 所用溶剂的体积比为 1 : 1~2:1。

8. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 搅拌桨是锚式、 桨式、 涡轮式、 推进式、 框式、 刮壁式、 高剪切式、 圆盘式、 齿片式、 螺带式搅拌浆、 行星式搅拌桨, 或多 层搅拌桨, 搅拌桨叶片是双叶、 多叶片、 平叶、 折叶、 弯叶或采用不同形式的搅拌桨组合。

9. 根据权利要求 1所述制备粉末树脂的方法,其特征在于,聚合反应搅拌转速范围是 10~1000 转 /min, 后处理过程中搅拌转速范围是 10~3000转 /min, 更优后处理过程中的搅拌转速大于 聚合过程中的搅拌转速。

10. 根据权利要求 1 所述制备粉末树脂的方法, 其特征在于, 聚合物粗产品用离心、 过滤或 沥滤的方法除去母液, 粗产品用沸水或溶剂将聚合物中的盐和杂质在高温下多次提取精制, 并干燥后得到产物。

Description:
一种制备粉末树脂的方法

技术领域

本发明涉及一种制备粉末树脂的方法, 特别是一种高性能粉末树脂的制备方法。

背景技术

许多树脂如聚芳醚酮树脂具有耐高温、 高强度、 耐辐射等优点, 因其聚合反应温度常在

300Ό以上,需要用到高温溶剂如二苯砜等, 他溶剂都无法适应。无论采用何种溶剂来合 , 在缩聚反应结束后都需要将反应产物洗涤并分 离出, 将反应溶剂、 无机盐、 残留单体和其他 化合物从中脱除。 其中, 最难除掉的是碱金属卤化物, 碱土金属卤化物。 聚合物中残留有高 含量副产物或溶剂会导致最终产物在成型各种 挤出模塑件中存在技术缺点, 如高含量副产物 或溶剂在表面上形成条纹, 造成异味困扰, 导致气泡和材料的机械性能降低。 此外, 某些副 产物具有潜在毒性并可能造成健康损害, 由于这些原因, 通常将聚合物中的挥发性组分脱除 到低于 0.1%的残余含量, 在某些情况下, 还要脱除到在 ppm范围的残余含量, 因此后处理通 常需要非常多时间和大量溶剂洗涤。

对产物后处理工艺上的改进, 主要有以下几个方面: 1、 可利用合适的溶剂对聚合物进行 洗涤, 亦可采用升高温度和压力的方式洗涤 (WO 02/096974, CN 200510082627.7); 2、 通过 在反应混合物固化之前过滤来分离无机盐(US 5357040, US 5288834, EP-A-0297363 ) , 不过, 由于其所要求的低粘度而需要大量的反应溶剂 , 上述溶剂必须昂贵地除去; 3、 通过喷雾干燥 脱除反应溶剂 (DE-A-4301543 ) 要将溶剂完全加热蒸发脱除, 也是非常昂贵的; 4、 另外一 种是通过挤出机中脱气, 却不能完全脱除反应溶剂, 而且在 350'C~42(TC的常规加工温度下, 在挤出机种脱气所需的停留时间过长, 致使聚合物受到热损害。

中国专利 200610005142.2公幵了一种湿法粉碎的工艺, 釆用湿法粉碎反应混合物, 然后 通过在加压抽取器中萃取和过滤湿法粉碎的产 物。 这种后处理方法仍然存在诸多问题, 如粉 碎或研磨, 将材料转移到研磨机, 从研磨机转移到洗涤容器, 并进一步转移到干燥器等方面 的高昂费用, 产物损失和污染等问题。 此外, 这种设备和空间相互分开的后处理工艺步骤存 在危险,即由反应器排出物的干燥组分形成危 险的粉尘-空气混合物,造成不必要的爆炸危 。 目 生产中大多采用此种工艺。

如何控制后处理工艺条件, 可避免聚合物粉碎过程, 既达到粒子尺寸可控, 同时又能提 高煮料效果, 提高产物品质成为一项重要的研究目标。 原有树脂后处理工艺存在的能量消耗 大、 处理效果不好的缺点。 发明内容

本发明的目的在于克服提供一种生产效率高、 能耗节省、 生产成本低的后处理方法, 通 过对控制后处理工艺, 获得特定粒径尺寸的树脂粉末。

本发明所述制备树脂粉末的后处理工艺, 包括如下步骤: (1 ) 首先在聚合反应结束后直 接降温, 聚合物从反应体系中沉淀析出获得聚合物胶状 液; 降温速度优选为 2~50 °C /min, 降 温时间为 l〜60mi 加大搅拌速度使得聚合物胶状液均匀分散, 搅拌速度优选为 10〜3000 转 /mm ; ( 2 ) 当体系降温到 130~250°C, 向此混合物中再加入一定量的不良溶剂, 使得聚合产物 体系与不良溶剂形成悬浮液体混合物; (3 )将悬浮物固液分离, 得到所需要的聚合物粗产品; ( 4 ) 将粗产品进行精制, 干燥。 .

所述高性能树脂包含聚芳醚酮类、 聚芳醚类、 聚砜类或液晶聚酯类; 聚合反应采用的溶 剂是二苯砜, 二甲基亚砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二乙基亚砜、 二异丙基砜、 二苯砜、 丁 砜或四甲基砜中的一祌或几种的混合物, 反应体系固体含量按重量百分比为 5%~60%。

所述制备树脂粉木的后处理工艺,采用降温工 艺,降温速度为 2〜50°C / m i n ,更优选为 5~30 °C , 降温到 130〜25(TC, 降温时间为 l〜60mi n , 降温方式采取风冷、 水冷, 还可以采用在聚合 釜夹套热油中输入外界冷油降温方式。

所述制备树脂粉末的后处理工艺, 向体系中加入的不良溶剂为水、 乙醇、 丙酮、 二甲苯、 甲苯或环丁砜, 加入的溶剂与聚合所用溶剂的体积比为 1 :2〜3 : 1, 优选为 1 : 1〜2: 1。

所述聚合反应搅拌桨是锚式、 桨式、 涡轮式、 推进式、 框式、 刮壁式、 高剪切式、 圆盘 式、 齿片式、 螺带式搅拌浆、 行星式搅拌桨, 或多层搅拌桨, 搅拌桨的叶片是双叶、 多叶片, 平叶、 折叶、 弯叶, 或采用不同形式的搅拌桨组合。

所述聚合反应降温前搅拌转速范围是 10〜1000 转 /min, 后处理过程中搅袢转速范围是 10-3000转 /mi 更优选后处理过程中搅拌转速大于聚合反应转 速。

聚合物粗产品用离心、 过滤或沥滤的方法除去母液, 粗产品用沸水或溶剂将聚合物中的 盐和杂质在高温下多次提取精制, 并干燥后得到产物。所得到的树脂粉末粒径尺 寸分布均匀, 粒子尺寸是 50〜500um。

本发明所述制备粉末树脂的方法, 其优点如下:

1 )原有粉碎工艺是聚合物在大量水中由外向内 却析出, 粗产物呈多孔状, 其中包含有 很多溶剂, 需要用大量水处理, 所获得产物堆积密度小; 而本发明所述工艺中聚合物从溶液 中自然析出, 产物堆积密度大, 出料过程中用水量或溶剂量可控, 过滤后母液中溶剂的浓度 很高, 大大减少了溶剂的浪费, 节约了能耗, 也可大大提高煮料效率;

2 )减少了粉碎步骤, 从而避免了粉碎过程会引入铁杂质、 粉碎过程中产生大量的烟雾、 粉碎机产生大量噪音等问题, 可大大改善车间环境; 反应釜中所有聚合物全部沉淀析出, 直 接用水冲洗, 避免了反应釜中产物的残留, 也避免了多次聚合后对反应釜进行清洗的大量 繁 琐工程;

3 ) 后处理时间短, 在后处理过程中聚合物粘度变化很小, 提高了产品的均匀性;

4)原有工艺中固含量一般不能超过 15%, 否则由于产物粘度很大, 聚合物不能顺利从反 应釜中放出, 而本发明工艺中聚合物的固含量大大提高, 可达到 60%, 不会影响出料, 因此 溶剂使用量少, 从而更进一步地达到节约成本的目的; ' 因此, 本发明所述出料工艺不仅大大提高了生产效率 , 提高了产率, 提高了产品的品质, 节省了能耗, 降低了生产成本, 同时改善了车间环境, 具有一举多得的效果。 附图说明

图 1为本发明所述树脂粉末后处理工艺的产物一 粒显微放大图片;

图 2为原有技术所述树脂粉末后处理工艺的产物 粒显微放大图片。 具体实施方式

以下引入具体实施例来对本发明进行进一步描 述, 但这些具体实施例并不是对本发明进 行限制。

实施例 1 (固含量约 15% ) 聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 锚式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环丁 砜 50Kg, 然后加入 6.67Kg的 4, 4 '-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚, 待其全部溶解并待 温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过量 2%) Na 2 C0 3 , 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 15(TC, 体系开始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水 不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始 从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不断上升, 至温度达到 263 265Ό后, 保持恒温, 体 系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 待 1. 5小时后, 粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅 拌转速为 50转 /min。

出料过程:

停止加热, 采用向反应供热油炉中加入冷却油降温, 降温速度为 5O/min, 反应釜内液体 逐渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌转速调到 100转 /min, 搅拌桨产生高 剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 130°C向反应釜中加水 25L, 溶液逐渐 变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 30分钟。 测试母液中环丁砜含量为 70%。 水煮聚合 物 5次, 每次用 300L去离子水, 每次煮沸时间 40分钟, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2mg/L, 说明产物精制完成。 烘干, 测试产物性能。 取样用粘度计测试特性粘度为 0. 72dl/g。 测得产 物融指为 100g/10min。 测得粒径分布 D50为 200um。

实施例 2 (固含量约 30%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 桨式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环丁 砜 20Kg,然后加入 6.67Kg的 4, 4 '一-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚(可得聚合物 8.64Kg, 固含量约为 30%), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498g (过量 2% ) Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C , 体系开始共沸, 分水 器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二 甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不 断上升, 至温度达到 260~262°C后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 1. 5 小时后, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨转速为 80转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油降温, 降温速度为 20°C/min, 反应釜内液体逐 渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨转速调到 220转 /min, 搅拌桨产生高 剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 180°C , 向反应釜中加水 (约 30L), 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 6分钟。 测试母液中环丁砜含量为 58%。 水煮聚合 物 6次, 每次用 300L去离子水, 每次煮沸时间 40分钟。检测溶液中 F离子含量为 0. 3 mg/L, 产物精制完成。 烘干, 测试产物性能。 取样用粘度计测试特性粘度为 0. 85dl/g, 融指

71g/10min„ 测试粒径分布 D50为 300um。

实施例 3 (固含量约 15%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 推进式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环 丁砜 50Kg,然后加入 6.67Kg的 4,4'-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚(可得聚合物 8.64Kg, 固含量约为 15°/。), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过量 2%) Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C , 体系开始共沸, 分水 器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二 甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不 断上升, 至温度达到 263°C后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 继续保 持 1小时 40分钟, 待粘度达到稳定值后停止反应。 此时搅拌桨速度为 200转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油降温, 降温速度为 30°C/min, 反应釜内液体逐 渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨速度调节为 500转 /min, 搅拌桨产生 高剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 240°C, 向反应釜中加环丁砜 50L, 溶液逐渐变成悬浮物。 将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 4分钟。 母液中环丁砜的含量为 99%。 水煮聚合物 5 次, 每次用 300L去离子水, 每次煮沸时间 40分钟, 检测溶液中 F离子含量为 0. 35 mg/L, 产物精制完成。烘干,测试产物性能。特性粘 度为 0. 9dl/g,融指为 45g/10m i n 。 D50为 150.um。 实施例 4 (固含量约 26%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 强力组合搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制 环丁砜 25Kg,然后加入 6.67g的 4, 4 '-二氟二苯甲酮和 3.303g对苯二酚(可得聚合物 8.64g, 固含量约为 26%), 待其全部溶解并待温度升到 80Ό时, 加入 3.5Kg (过量 2%) Na 2 C0 3 ,再 继续升温, 再加入 4L二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150Γ , 体系开始共沸, 分水器中 有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二甲苯 开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不断上 升, 至温度达到 265°C后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 待 2小时后 粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨速度为 95转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应油浴夹套加入冷却油, 降温速度为 48°C/min, 反应釜内液体逐渐沉淀 析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨转速调节为 100转 /min, 搅拌桨产生高剪切 力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 200°C , 向反应釜中加环丁砜 59L, 溶液逐 渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 5分钟, 母液中环丁砜含量为 100%。 水煮聚合物 5 次, 每次用 300L去离子水, 每次煮沸时间 40分钟, 检测溶液中 F离子含量为 0. 35 rag/L, 产物精制完成。 烘干, 测试产物性能。 测试产物粘度为 1. 0dl/g。 融指 16g/10min, 产物粒径 分布 D50为 250um。

实施例 5 (固含量约 15%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 双层三叶式推进式搅拌器的四口反应釜中, 先 加入精制环丁砜 50Kg, 然后加入 6.67Kg的 4, 4 '-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚 (可 得聚合物 8.64Kg,固含量约为 15% ) , 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过 量 2% ) Na 2 C0 3 ,再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C , 体系 开始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理 论量时, 上层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体 系温度由加热不断上升, 至温度达到 267~27(TC后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘 度不断增大, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨速度为 150转 /mir!。

出料过程:

停止加热, 用强力风扇降温, 降温速度为 4°C/min, 反应釜内液体逐渐沉淀析出, 慢慢变 成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨转速调节到 400转 /min, 搅拌桨产生高剪切力的作用, 将 凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 130°C, 向反应釜中加乙醇 50L, 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 55分钟。 母液中环丁砜含量为 45%, 每次用 300L 去离子水, 每次煮沸时间 40分钟, 煮沸 5次, 检测溶液中 F离子含量为 0. 4 mg/L, 说明产 物精制完成。 烘干, 测试产物性能, 测试粘度为 0. 95dl/g, 融指测试为, 30g/10min, 粒径分 布 D50为 180um。

实施例 6 (固含量约 30% )

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 双行星搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环 丁砜 20Kg,然后加入 6.67Kg的 4, 4 '-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚(可得聚合物 8.64Kg, 固含量约为 30%), 待其全部溶解并待温度升到 80Ό时, 加入 3.498Kg (过量 2% ) Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C, 体系开始共沸, 分水 器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二 甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不 断上升, 至温度达到 267 'C后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 待粘度 达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨速度为 40转 /πΰη。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油降温, 降温速度为 25°C/min, 反应釜内液体逐 渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅泮桨速度为 50转 /min, 搅拌桨产生高剪切 力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 130°C, 向反应釜中加乙醇 30L, 溶液逐渐 变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 10分钟。 母液中环丁砜含量为 46%。 每次用 300L 水, 每次煮沸时间 40分钟, 煮料 4次, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2 mg/L, 产物精制完成。 烘千,测试产物性能。对数比浓度粘度为 1. 02dl/g,融指为 14g/10min,粒径分布 D50为 270um。 实施例 7 (固含量约 30%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 四层桨式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制 环丁砜 20Kg,然后加入 6.67Kg的 4,4 '-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚(可得聚合物 8.64Kg: 固含量约为 30% ) , 待其全部溶解并待温度升到 80Ό时, 加入 3.498Kg (过量 2% ) Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C, 体系开始共沸, 分水 器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二 甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不 断上升, 至温度达到 265Ό后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 待粘度 达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨转速为 95转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油, 降温速度为 30°C/min, 反应釜内液体逐渐沉 淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌速度变为 100转 Anin, 搅拌桨产生高剪切力 的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 180°C, 向反应釜中加二甲苯 30L, 溶液逐渐 变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 5分钟。 母液中环丁砜的含量为 50%。 每次用 300L 水, 每次煮沸时间 40分钟, 煮料 5次, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2 mg/L, 产物精制完成。 烘干, 测试产物性能。 测试对数比浓粘度为 1. 2dl/g。 测试融指为 9g/10 m in, 测试产物粒径

D50为 200uni o

实施例 8 (固含量约 37%) 聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 桨式和涡轮式组合搅拌器的四口反应釜中, 先 加入精制环丁砜 15Kg, 然后加入 6.67Kg的 4, 4 ' -二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚 (可 得聚合物 8.64Kg,固含量约为 37%), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过 量 2%) Na 2 C0 3 ,再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C, 体系 开始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理 论量时, 上层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体 系温度由加热不断上升, 至温度达到 267°C后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不 断增大, 1小时后, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨速度为 110转 /mir!。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油降温, 降温速度为 20°C/niin, 反应釜内液体逐 渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅泮力度, 搅拌桨转速调节为 280转 /mi 搅拌桨产生 高剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 160°C , 向反应釜中加二甲苯 35L, 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 9分钟。母液中环丁砜含量为 23%。 聚合物用水煮 6 次, 每次用 300L去离子水, 每次煮沸吋间 40分钟, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2mg/L, 说 明产物精制完成。 烘干, 测试产物性能。测试粘度为 0. 8dl/g。 产物融指为 85g/10min。粒径 分布 D50为 350um。

实施例 9 (固含量约 40%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 齿片式叶轮搅拌器的四口反应釜中, 先加入精 制环丁砜 13Kg, 然后加入 6.67Kg的 4, 4 '-二氟二苯甲酮和 3.303Kg对苯二酚(可得聚合 物 8.64Kg,固含量约为 40%), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过量 2%) Na 2 C0 3 ,再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、加热, 待温度升至 150'C, 体系开始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上 层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加 热不断上升, 至温度达到 260Ό后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 1小 时后, 待粘度达到稳定值后停止反应。 此时搅拌器转速 800转 / m in。

出料过程:

停止加热, 向加热油炉中加入冷却热油, 釜内降温速度大约 15°C/min,反应釜内液体逐渐 沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨转速调节为 2800转 /miri。 搅拌桨产生高 剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 20CTC , 向反应釜中加水 20L, 溶液逐 渐变成悬浮物。

将'悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 12分钟。 母液中环丁砜含量为 45%, 用 300L 煮 沸聚合物 4次, 检测溶液中 F离子含量为 O mg/L, 说明产物精制完成。烘干, 测试产物性能。 样品特性粘度为 0. 65dl/g。 产物融指为 150g/10min, 测试粒径分布 D50为 50um。

实施例 10 (固含量约 30% )

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝器管、 框式搅拌器的四口反应釜中,,通入高纯氮气 , 先 加入精制二苯砜 5Kg,加热溶解后,依次加入 1.72K g 4,4 二氟二苯酮, 726g联苯二酚和 426g 对苯二酚, 其中, 4,4 ' -二氟二苯酮 / (对苯二酚 +联苯二酚) =1 : 1 (摩尔比), 每次加料后均 需待其溶解后再加入一种物质; 将预先干燥的无水碳酸钠粉碎过筛,准确称量 954g粉末碳酸 钠迅速加入到反应体系中, 在 15(TC下继续搅拌 30分钟, 使得体系中的酚与碳酸钠反应形成 钠盐, 然后将反应温度升高到 190°C, 生成的钠盐随后与 4,4' -二氟二苯酮发生聚合反应, 反 应 30分钟后, 在 10分钟内将反应体系的温度升高到 300°C, 反应速度加快, 粘度增加; 反 应 1 小时后, 当体系粘度变化不大时, 将反应温度升高到 325 °C, 再向反应体系中再次加入 10g对苯二酚, 反应体系粘度迅速增加, 同时加大搅拌速度, 反应 1.5小时后停止加热。此时 搅拌器速度 85转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油, 并用强力风扇吹反应釜, 反应釜内液体降温 速度为大约 25°C /分, 逐渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅泮器速度调节为' 95转 /m , 搅拌桨产生高剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 13(TC, 向 反应釜中加乙醇 20L, 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 12分钟。 母液中含有二苯砜为 20%, 用 100L乙醇 煮聚合物 4次, 再用 300L水煮聚合物 6次, 检测溶液中 F离子含量为 0 mg/L, 说明产物精 制完成。 烘干, 测试产物性能。 样品特性粘度为 0. 75dl/g。 融指测试为 15g/min。 测试粒径 分布 D50为 500

实施例 11 (固含量约 5%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝器管、 框式搅拌器的四口反应釜中, 通入高纯氮气, 先 加入精制二苯砜 30Kg, 加热溶解后, 依次加入 1.72Kg 4 4 '-二氟二苯酮, 726g联苯二酚和 426g对苯二酚, 其中, 4,4' -二氟二苯酮 / (对苯二酚 +联苯二酚) =1 : 1 (摩尔比), 每次加料 后均需待其溶解后再加入一种物质; 将预先干燥的无水碳酸钠粉碎过筛,准确称量 954g粉末 碳酸钠迅速加入到反应体系中, 在 150-160°C下继续搅拌 30-50分钟, 使得体系中的酚与碳酸 钠反应形成钠盐, 然后将反应温度升髙到 190Ό , 生成的钠盐随后与 4,4' . -二氟二苯酮发生聚 合反应, 反应 30分钟后, 在 10分钟内将反应体系的温度升高到 300Ό , 反应速度加快, 粘 度增加; 反应 1小时后, 当体系粘度变化不大时, 将反应温度升高到 325Ό , 再向反应体系 中再次加入 10g对苯二酚, 反应体系粘度迅速增加, 同时加大搅拌速度, 反应 1.5小时后停 止加热。 此时搅拌器速度 12转 /min

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油, 并用强力风扇吹反应釜, 反应釜内液体降温 速度为大约 2(TC/min, 逐渐沉淀析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌器速度调节为 40转 /min, 搅拌桨产生高剪切力的作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 180°C, 向 反应釜中加二甲苯 40L, 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 10分钟。 母液中含有二苯砜为 20%, 用 300L乙醇 煮聚合物 6次, 再用 300L水煮聚合物 5次, 检测溶液中 F离子含量为 0 mg/L, 说明产物精 制完成。 烘干, 测试产物性能。 样品特性粘度为 0. 76dl/g。 融指为 14g/ m in。 测试粒径分布 D50为 250um 实施例 12 (固含量约 30%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 桨式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环丁 砜 32.5Kg, 然后加入 8.61Kg的 4, 4 '-二氯二苯砜和 7.5Kg4, 4 '-二羟基二苯砜(可得聚合 物 13.92Kg, 固含量约为 30%), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498Kg (过量 2%) Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150Ό , 体系开 始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论 量时, 上层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系 温度由加热不断上升, 至温度达到 240Ό后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断 增大, 1小时后, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌器转速为 95转 / m in。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油, 降温速度为 30°C/min,反应釜内液体逐渐沉淀 析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌器速度为 100转 /min, 搅拌桨产生高剪切力的 作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 向反应釜中加二甲苯 40L, 溶液逐渐变成悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 3分钟, 母液中环丁砜含量为 30%, 用水煮沸聚合 物 5次, 每次用水量约 300L, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2 mg/L, 产物精制完成。 烘干, 测 试产物性能。粒径测试分布 D50为 400™。样品特性粘度为 0. 85dl/g。融指测试为 25g/10min。

(融指测试条件是 370Ό , 5Kg压力。 )

实施例 13 (固含量约 60%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 桨式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制钚丁 砜 9Kg, 然后加入 8.61Kg的 4, 4 二氯二苯砜和 7.5Kg 4, 4 '-二羟基二苯砜(可得聚合物 13.92K g ,固含量约为 60%), 待其全部溶解并待温度升到 80°C时, 加入 3.498g (过量 2%) Na 2 C0 3 ,再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、加热, 待温度升至 150°C, 体系开始共沸, 分水器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上 层二甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加 热不断上升, 至温度达到 24(TC后, 保持恒温, 体系粘度随聚合反应进行粘度不断增大, 1小 时后, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时撹拌器转速为 95转 /min。

出料过程:

停止加热, 向反应供热油炉中加入冷却油, 降温速度为 25°C/min,反应釜内液体逐渐沉淀 析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌器速度为 100转 /min, 搅拌桨产生高剪切力的 作用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 降温到 130Ό , 向反应釜中加丙酮 20L, 溶液逐渐变成 悬浮物。

将悬浮物放出, 离心分离, 出料过程 10分钟。 母液中环丁砜含量为 30%。 用水煮沸聚合 物 6次, 每次用水量约 300L, 检测溶液中 F离子含量为 0. 2 mg/L, 产物精制完成。 烘干, 测 试产物性能,粒径测试分布 D50为 500um,样品特性粘度为 0. 88dl/g。融指为 22g/10rain。(融 指测试条件是 370°C, 5Kg压力。)

实施例 14 (固含量约 27%)

聚合过程:

在装有温度计、 通氮气管、 冷凝分水器、 锚式搅拌器的四口反应釜中, 先加入精制环丁 砜 32.5Kg, 然后加入 8.61Kg的 4, 4 '-二氯二苯砜和 5.58Kg4, 4 '-联苯二酚 (可得聚合物 12Kg,固含量约为 27%),待其全部溶解并待温度升到 80'C时,加入 3.498Kg (过量 2%)Na 2 C0 3 , 再继续升温, 再加入 2Kg二甲苯后, 搅拌、 加热, 待温度升至 150°C, 体系开始共沸, 分水 器中有二甲苯和水冷凝, 上层二甲苯回流, 下层水不断放出, 待水回收到理论量时, 上层二 甲苯开始澄清透明, 再继续回流 20分钟, 然后开始从体系中蒸出二甲苯, 体系温度由加热不 断上升,至温度达到 240Ό后,保持恒温,体系粘度随聚合反应进行 度不断增大, 1小时后, 待粘度达到稳定值后停止反应, 此时搅拌桨转速为 75转 /min。

出料过程:

停止加热,向反应供热油炉中加入冷却油, 降温速度为 15'C/min, 反应釜内液体逐渐沉淀 析出, 慢慢变成凝胶状, 加大搅拌力度, 搅拌桨速度为 85转 /min, 搅拌桨产生高剪切力的作 用, 将凝胶分散, 使其不至于成团, 向反应釜中加二甲苯 30L, 溶液逐渐变成悬浮物。 ' 将悬浮物放出, 离心分离。 出料过程 8分钟。 在出料前后分别取样, 测试产物粘度的数 据分别为 0. 80 dl/g, 母液中环丁砜含量为 30% , 用 300L水煮沸聚合物 5次,'检测溶液中 F 离子含量为 0. 3 mg/L,说明产物精制完成。烘千,测试产物性能 粒径测试分布 D50为 450 um 。 测试样品特性粘度为 0. 80dl/g, 在 370°C, 5Kg条件下测试融指为 36g/min。

以上实施例只是列出了部分反应实施例, 实际包括但并不限于此。

对比例 1

聚合方法与实施例 1相同, 不同的是采用以下方式出料。 将聚合物粘液注入冷水中, 待 充分冷却后, 用粉碎机粉碎并过滤。 出料过程 50分钟。 过滤母液环丁砜含量为 25%。 将所得 粉料加水, 煮沸 1小时, 再过滤, 反复煮 8遍, 直到料中的溶剂及副产物盐全部除去。 制得 后的粉料在烘箱中 130°C烘干 12小时,使水分含量低于 0. 5%。测试样品特性粘度为 0. 72dl/g. 在 400°C, 5Kg条件下测试融指为 100g/min。 产物粒径分布为 D50为 800um。

对比例 2

聚合方法与实施例 10相同, 不同的是在聚合反应后期采用以下方式出料。 将聚合物粘液 注入冷水中, 待充分冷却后, 用粉碎机粉碎并过滤。 出料过程 90分钟。 将所得粉料加乙醇, 煮沸 4次, 再过滤, 再用去离子水反复煮 9遍, 直到料中的溶剂及副产物盐全部除去。 制得 后的粉料在烘箱中 130Ό烘干 12小时,使水分含量低于 0. 5%。测试样品特性粘度为 0. 75dl/g. 在 400 °C , 5Kg条件下测试融指为 15g/min。 产物粒径分布为 D50为 1000um。

对比例 3

聚合方法与实施例 13相同, 不同的是在聚合反应后期采用以下方式出料。 将聚合物粘液 注入冷水中, 待充分冷却后, 用粉碎机粉碎并过滤。 出料过程 70分钟。 将所得粉料加去离子 水反复煮 8遍, 直到料中的溶剂及副产物盐全部除去。 制得后的粉料在烘箱中 13CTC烘干 12 小时, 使水分含量低于 0. 5%。测试样品特性粘度为 0. 89dl/ g .在 370°C, 5Kg条件下测试融指 为 23g/min。 产物粒径分布为 D50为 1500um。

对比例 4 聚合方法与实施例 14相同, 不同的是在聚合反应后期釆用以下方式出料。 将聚合物粘液 注入冷水中, 待充分冷却后, 用粉碎机粉碎并过滤。 出料过程 120分钟。 将所得粉料加去离 子水反复煮 9遍, 直到料中的溶剂及副产物盐全部除去。 制得后的粉料在烘箱中 O'C烘干 12小时, 使水分含量低于 0. 5%。 测试最终样品特性粘度为 0. 79dl/g。 在 370°C , 5Kg条件下 测试融指为 40g/min。 产物粒径分布为 D50为 1200um。 出料前后取样 我们采用实施例和以下数据对比两种方法的优 缺点:

表 1 各实施例产物 m数据对比表

表 2各实施例产物数据对比表

出料时间 产物清 融 指 粒径 D50 反应体系 固含量 加溶剂量 (L)

( min) 洗次数 ( g/10min) ( urn ) 实施例 1 TMS 15% 加水 25L 30 5 100 200 实施例 2 TMS 30% 加水 30L 6 6 71 300 实施例 3 TMS 15% 加 TMS50L 4 5 45 150 实施例 4 TMS 26% 加 TMS59L 5 5 16 250 实施例 5 TMS 15% 加乙醇 50L 55 5 30 180 实施例 6 T S 30% 加乙醇 30L 10 4 14 270 实施例 7 TMS 15% 二甲苯 30L 5 5 9 200 实施例 8 TMS 37% 二甲苯 35L 9 6 85 350 实施例 9 TMS 40% 水 20L 12 4 150 50

二 苯 砜

实施例 10 30% 乙醇 20L 12 6 15 500

PAEK

实施例 1 1 5% 二甲苯 40L 】0 6 14 250 实施例 12 TMS 、 30% 二甲苯 40L 3 5 25 400 PES

TMS 、

实施例 13 60% 丙酮 20L 10 6 22 500

PES

TMS 、

实施例 14 27% 二甲苯 30L 8 5 36 450

PPSU

对比例 1 TMS 15% 粉碎 50 8 100 800

二 苯 砜

对比例 2 30% 粉碎 90 9 15 1000

PAEK

TMS 、

对比例 3 60% 粉碎 70 8 23 1500

PES

TMS 、

对比例 4 27% 粉碎 120 9 40 1200

PPSU

为了更进一步地说明本发明的有益效果, 用对比例 4与实施例 14做一个对比, 如表 1 表 3 实施例 14与对比例 4对比

对数比浓粘度测试方法采用如下: 在 98%的 20ml浓硫酸中溶解 0.2g聚合物, 用乌氏粘 度计在 25Ό下测试其对数比浓粘度; F粒子含量采用氟化物测定仪测试, 氟离子含量小于 2mg/L为合格; 堆积密度测试方法, 采用 lOrnl量筒精确量取 lOml-粉末样品, 压实, 称量重 量。 根据公式计算 m=pV, 从而计算出堆积密度 p。 精制后的产物 (实施例 1~11、 对比例 1〜2) 测试熔融指数方法采用如下: 根据 ASTM D 1238-04标准, 测试条件在 400°C , 5Kg压力下, 树脂粉末在 10分钟内通过标准毛细管的 重量值, 取平均值以 g/lOmin表示。 (实施例 12、 13、 14、对比例 3和对比例 4采用相同方法 在 37(TC, 5Kg压力下测试); 产物粒径分析采用激光粒度分析仪测试, 取 D50即样品的累 计粒度分布百分数达到 50%时所对应的粒径。

聚合物的 Tg、 Tm采用示差扫描量热法 (DSC)测试, 测试条件: 在氮气保护下, 聚合物 第一次从室温以速度 20°C/min升高到 400度, 再以 50°C/min的降温速度降低到室温, 再以 20°C/ m in的升温速度升高到 400°C, 以第二次升温曲线的数值计算。 聚合物的热分解温度采 用热失重分析测试, 聚合物以 5O/min速度升高到 800°C, 测试 5%的热分解温度。

表 1、 表 2为各实施例和对比例产物数据对比, 表 3为实施例 14与对比例 4对比。 制得的产品如图 1、 图 2所示, 图 2与图 1的放大倍数一致, 从图中看到, 在同样放大 倍数的显微镜下测试, 采用新工艺得到的产物颗粒比较均匀而且接近 球形,是自然沉淀得到, 密度大, 而采用粉碎工艺得到的产物类似于条带状, 中间有大量空隙和孔洞, 因此包含有很 多溶剂, 这是导致两者在精制过程中的有较大差别的原 因。

以上实施例, 并非对本发明的产品作任何限制, 凡是根据本发明的技术实质或组合物成 分或含量对以上实施例所作的任何细微修改、 等同变化与修饰, 均属于本发明技术方案的范 围内。