一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，其中，m表示聚合度，10≤X+Y≤50。本发明专利技术还公开了一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成方法，包括：该将全氟环丁基芳基醚酚聚合物、二卤代苯甲腈或二卤代对苯二甲腈、4,4’－二氟二苯酮与催化剂置于溶剂中，在N2流作用下，进行多次控温反应后，经过沉淀、过滤、洗涤和离心烘干，得到含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮样品。所制备的含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮具有较耐高温耐腐蚀性能、耐辐射、阻燃性能，且具有较多的交联点。

Poly aryl ether ketone containing nitrile group and perfluoro ring Ding Jifang base ether and synthesis method thereof

The invention discloses a containing nitrile and perfluorocyclic ether structure Ding Jifang poly aryl ether ketone, which m said the degree of polymerization, 10 = X+Y = 50. The invention also discloses a synthesis method, containing nitrile and perfluorocyclic ether structure Ding Jifang poly aryl ether ketone includes: the perfluorocyclic ether phenolic polymers, Ding Jifang two halogenated benzonitrile or two halogenated benzene of two cyano, 4,4 '- two and two fluorine phenyl ketone in the catalyst solvent, the N2 flow under the action of multiple reaction temperature control, through precipitation, filtration, washing and drying by centrifugal, containing nitrile and perfluorocyclic ether structure Ding Jifang poly aryl ether ketone samples. The prepared poly (aryl ether ketone) containing nitrile group and perfluoro ring Ding Jifang base ether has high temperature resistance, corrosion resistance, radiation resistance and flame retardance, and has more crosslinking points.

【技术实现步骤摘要】
一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮及其合成方法
本专利技术涉及一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮及其合成方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
随着电力电缆应用的范围越来越广，不同使用环境有不同要求，如，耐高温、耐低温、耐油、抗撕裂、阻燃等。特别是在使用条件特殊、应用环境复杂的情况下，特种电缆的需求日显突出，对电缆的可靠性、耐用性提出了更高的要求。我国高速铁路及城市轨道交通装备发展迅速，制造企业对高铁及城轨装备用电缆的要求向着超薄壁、高耐温、高耐油、高阻燃方向发展。普通薄壁电缆的绝缘壁厚度在0.3mm以上，而高速铁路及城市轨道交通装备所需的超薄壁绝缘电缆绝缘壁厚要求为0.18mm。目前，电缆行业生产薄壁电缆的主要绝缘材料是交联聚烯烃，由于该电缆料中含有较多的阻燃剂，绝缘电阻较小，电缆容易被击穿，而且电缆的物理机械性能存在诸多不足，绝缘壁不能实现超薄，难以满足制造企业的需要。因此，生产高耐温、高耐油、高阻燃的超薄壁绝缘电缆的一个关键技术就是研究合适的电缆料。聚芳醚酮是一种芳族热塑性特种工程塑料，具有良好的物理及化学性能，因而常被作为电缆料。例如，CN103275458A提供了一种聚醚醚酮电缆料，通过聚醚醚酮、聚酯醚、聚苯醚、碳酰亚胺等的混合，提高了电缆料的性能，具有强度较高、高耐磨、高耐油、电绝缘性好，且具有低烟、无卤、阻燃等特性，适合电薄壁电缆挤出。CN105542390A提供了一种耐热阻燃电缆绝缘材料，通过聚醚醚酮、氯化石蜡、醇酸树脂、脲醛树脂、重晶石粉、石棉、五溴乙基苯、云母粉、低密度聚乙烯、煅烧陶土、棕榈油、甘油、氨丙基三甲氧基硅烷、双酚、次磷酸铝、聚四氟乙烯、改性填料等的混合。该专利技术的电缆料配方中的阻燃剂由硼酸盐类阻燃剂和磷氮阻燃剂复配而成,添加少量的阻燃增效剂就使电缆料具有良好的阻燃效果和优良的抑烟效果,该电缆料的烟密度低、毒性指数低。又如，专利CN105400131A提供一种特种电缆用复合材料，该特种电缆用复合材料由以下成分构成：聚醚醚酮、聚乙烯、聚酰亚胺按比例混合作为基体材料，采用乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚合物、三氧化钼、氧化镁经偶联剂处理后作为阻燃添加剂，采用过氧化二异丙苯作为交联催化剂，采用氮化硅晶须作为增强剂，通过熔融共混形成复合材料，其具有较好的耐高温性质和改善的阻燃效果，能够实现恶劣工况下的性能稳定性不降低。然而，上述聚合物之间形成均匀共混较难，对制备工艺要求较为复杂，并且其添加的助剂较多，无疑增加了产品成本，降低了电缆的可靠性。可见，为克服现有技术中的诸多缺陷，亟需一种耐高温、阻燃、屏蔽系能好的可靠性高的新型电缆料。用氟塑料(如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等)作绝缘和护套材料制成的电线电缆，氟塑料材料的氧指数是PE塑料的3倍多，是PVC塑料1.5倍；其燃烧释放热量仅为木材的四分之一，为PE塑料的七分之一；同样条件下产生的烟比PVC材料小得多；其燃烧产物对设备、仪器的腐蚀性比PE、PVC材料低。除此之外，它的介电常数、介质损耗因数、高速传送频带的信号衰减比其他材料的电线电缆都小，物理机械性能比其他材料好。聚芳醚腈是一类含有氰基侧基的高性能工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性。由于强极性氰基侧基(—CN)的引入，一方面增加了分子链间的偶极-偶极作用，有利于在获得较高的耐热性能和机械强度的同时，增强树脂基体的附着力；另一方面，氰基作为一个潜在的交联点可以形成具有更高耐热性能的网络结构。综上所述，本申请人将氰基和全氟环丁基芳基醚结构引入到聚芳醚酮主链中制备含氰基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，使得该类树脂同时具有聚芳醚腈、聚醚醚酮和氟塑料的优点。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的上述问题，本专利技术提供了一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮及其合成方法，该方法制备的全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮具有良好的热稳定性及化学稳定性。本专利技术的技术方案如下：本专利技术涉及一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，结构式如下所示:m表示聚合度，为正整数。其中，1≤m≤200。其中，10≤X+Y≤50。此外，本专利技术还公开了一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成方法，包括如下步骤：将全氟环丁基芳基醚酚聚合物、二卤代苯甲腈或二卤代对苯二甲腈、4,4’－二氟二苯酮与催化剂按摩尔比为1：(1～0.1)：(0.1～1)：(2～3)置于有机溶剂和甲苯的混合溶剂中，在N2流作用下，进行两次控温反应后，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔2～5h更换水一次，24h后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10h，得到含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮样品。其中，所述两次控温反应是先于130～150℃反应1～5h，再于150～170℃反应3～10h。其中，所述的二卤代苯甲腈采用2,5-二氯苯甲腈或2,5-二氟苯甲腈；所述二卤代对苯二甲腈为2,5-二氯对苯二甲腈或2,5-二溴对苯二甲腈。其中，所述有机溶剂采用N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮。其中，所述催化剂采用无水碳酸钾或无水碳酸钠。其中，全氟环丁基芳基醚酚聚合物合成包括如下步骤：将三氟乙烯基芳基醚溶解于二苯醚中，置于160℃油浴中聚合3h后，得到产物为全氟环丁基芳基醚单体，加入三氟乙烯基对甲氧基苯基醚作为封端剂，继续反应7h，终止反应，得到末端含有甲氧基的全氟环丁基芳基醚聚合物，通过与BBr3反应脱甲基得末端为羟基的含有全氟环丁基芳基醚酚聚合物。其中，所述全氟环丁基芳基醚与三氟乙烯基对甲氧基苯基醚的摩尔投料摩尔比为2∶1。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术首次合成一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，开发了一种新型电缆料。2、本专利技术合成的一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，同时具有聚芳醚腈、聚醚醚酮和氟塑料的优点。3、本专利技术一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，该材料具有较耐高温耐腐蚀性能、耐辐射、阻燃性能，具有较多的交联点。4、本专利技术一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，该材料介电常数、介质损耗因数、高速传送频带的信号衰减比市售材料的电线电缆小，物理机械性能也明显提高。5、本专利技术一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成方法，该合成方法简单，合成产率较高，生产成本低。附图说明图1为本专利技术实施例2得到的含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的红外光谱图；图2为本专利技术实施例2得到的含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的IH-NMR谱图。具体实施方式以下是本专利技术的几个实施例，进一步说明本专利技术，但本专利技术不仅限于此。全氟环丁基芳基醚酚聚合物的合成：将三氟乙烯基芳基醚溶解于二苯醚中，置于160℃油浴中聚合3h后，得到产物为全氟环丁基芳基醚单体，加入三氟乙烯基对甲氧基苯基醚封作为端剂(单体与封端剂的投料摩尔比为2:1)，继续反应7h，终止反应，得到末端含有甲氧基的全氟环丁基芳基醚聚合物，通过与BBr3反应脱甲基得末端为羟基的含有全氟环丁基芳基醚酚聚合物，通过GPC分析：Mn＝2450，PDI＝1.25。其合成路线：实施例1含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成：在三角烧瓶中依次加入49.000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，其特征在于，结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，其特征在于，结构式如下所示：m表示聚合度，为正整数。2.如权利要求1所述的一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，其特征在于：1≤m≤200。3.如权利要求2所述的一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮，其特征在于：10≤X+Y≤50。4.一种如权利要求1-3任一所述含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将全氟环丁基芳基醚酚聚合物、二卤代苯甲腈或二卤代对苯二甲腈、4,4’－二氟二苯酮与催化剂按摩尔比为1：(1～0.1)：(0.1～1)：(2～3)置于有机溶剂和甲苯的混合溶液中，在N2流作用下，进行2次控温反应后，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤，过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔2～5h更换水一次，24h后过滤，将浸泡处理后的沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10h，得到含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮样品。5.如权利要求4所述的一种含有腈基和全氟环丁基芳基醚结构聚芳醚酮的合成方法，其特征在于：所述2次控温反应是先于130～150℃反应1～5h，再于150～170℃反应3～10h。6.如权利要求4所述的一种含...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪红，郑飞，江生光，
申请(专利权)人：福州通尔达电线电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35