一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法技术

一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法，涉及一种化工材料及其制备方法，本发明专利技术以具有大体积刚性扭曲结构的蒽酮结构双酚单体与双卤单体X‑Ar‑X为原料，碱、碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，在非质子极性溶剂中，通过溶液缩聚制备。新型含蒽酮结构聚芳醚树脂机械强度高，可溶解，耐高温。在聚芳醚主链中引入大体积刚性扭曲蒽酮结构，不但提高聚合物玻璃化转变温度，提升其耐热性能，而且蒽酮结构的共轭结构可提高聚合物的耐热耐氧化稳定性，提高其在极端环境下稳定性，在高性能分离膜、耐高温高性能结构材料、复合材料、油漆、涂料、涂层等方面具有很好的应用前景。

Anthrone structure polyaryl ether and preparation method thereof

A polyaryl ether containing anthrone structure and a preparation method thereof relate to a chemical material and a preparation method thereof. The present invention uses anthrone-structured bisphenol monomer and bishalogen monomer X Ar X as raw materials, alkali, alkaline or alkaline earth metal salts as catalysts, in non-proton polar solvents, through dissolution. Preparation of liquid polycondensation. The new aromatic polyether resin containing anthrone structure has high mechanical strength, solubility and high temperature resistance. The introduction of large volume rigid twisted anthrone structure into the main chain of poly(aryl ether) not only improves the glass transition temperature and thermal resistance of the polymer, but also enhances the thermal and oxidative stability of the polymer by introducing the conjugated structure of anthrone structure. It has good application prospects in structural materials, composite materials, paints, coatings and coatings.

【技术实现步骤摘要】
一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法
本专利技术涉及一种化工材料及其制备方法，特别是涉及一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法。
技术介绍
聚芳醚类聚合物具有优异的机械性能、耐热性能、耐化学性能和加工性能，可作为特种工程塑料，可在承受机械应力和较为苛刻的化学物理环境中长期使用。典型聚芳醚聚合物如聚醚醚酮，具有优异耐热和机械性能，但溶解性差，在耐高温涂料、分离膜方面应用受到极大限制。随着科学技术的发展，现有的聚芳醚材料已经不能满足高
对特种工程塑料的性能需求，因此迫切需要开发聚芳醚新材料。在聚芳醚主链中引入大体积刚性扭曲蒽酮结构，获得的新型含蒽酮结构聚芳醚机械强度高，可溶解，耐高温。在聚芳醚主链中引入大体积刚性蒽酮结构，不但提高聚合物玻璃化转变温度，提升其耐热性能，而且蒽酮结构的共轭结构可提高聚合物的耐热和耐氧化稳定性，提高其在极端环境下稳定性，在高性能分离膜、耐高温高性能结构材料、复合材料、油漆、涂料、涂层等需要耐化学性能耐高温高性能材料的领域具有十分广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法，本专利技术以具有大体积刚性扭曲结构的蒽酮结构双酚单体与双卤单体X-Ar-X为原料，碱、碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，在非质子极性溶剂中，通过溶液缩聚制备。制备含蒽酮结构聚芳醚树脂机械强度高，可溶解，耐高温，在极端环境下稳定性，在高性能分离膜、耐高温高性能结构材料、复合材料、油漆、涂料、涂层等方面具有很好的应用前景。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种含蒽酮结构聚芳醚，构成该聚芳醚的重复结构单元为：其中，x=0.01-1.0，R1，R2为氢原子或烷氧基或烷基或苯基或卤原子。一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述方法包括一种含蒽酮结构聚芳醚及以非质子极性溶剂或者含有非质子极性溶剂的混合溶剂为反应溶剂，以碱，碱金属或碱土金属的盐类为催化剂的制备含蒽酮结构聚芳醚的方法；该方法以蒽酮结构双酚单体和芳香双卤单体为原料，在高温下进行聚合反应，反应中进行共沸脱水，反应结束后体系中加入溶剂稀释，将聚合物溶液倒入沉淀剂，搅拌下将聚合物沉淀出来，过滤分离，得到聚合物。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述非质子极性溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、二苯砜中的一种或两种以上的混合物。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述以碱为催化剂，碱包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡中的一种或两种以上的混合物。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，碱金属或碱土金属的盐类包括碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁或碳酸氢钙中的一种或两种以上的混合物。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述聚合反应温度为50-300℃，反应时间为2-48小时。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述共沸脱水剂包括苯、甲苯、二甲苯和氯苯。所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，所述沉淀剂包括水、甲醇和乙醇。本专利技术的优点与效果是：本专利技术以具有大体积刚性扭曲结构的蒽酮结构双酚单体与双卤单体X-Ar-X为原料，碱、碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，在非质子极性溶剂中，通过溶液缩聚制备。新型含蒽酮结构聚芳醚树脂机械强度高，可溶解，耐高温。在聚芳醚主链中引入大体积刚性扭曲蒽酮结构，不但提高聚合物玻璃化转变温度，提升其耐热性能，而且蒽酮结构的共轭结构可提高聚合物的耐热耐氧化稳定性，提高其在极端环境下稳定性，在高性能分离膜、耐高温高性能结构材料、复合材料、油漆、涂料、涂层等方面具有很好的应用前景。附图说明图1为实施例1的聚合物薄膜的红外吸收光谱；图2为实施例2的聚合物薄膜的红外吸收光谱。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的内容是以蒽酮结构双酚单体与芳香族双卤单体为原料，合成含蒽酮结构聚芳醚，其特征在于构成该聚合物的重复结构单元为：其中，x=0.01-1.0，R1，R2为氢原子或烷氧基或烷基或苯基或卤原子。本专利技术的具体合成方法是以蒽酮结构双酚单体和双卤单体为原料，在极性溶剂中，以碱、碱金属或碱土金属的盐类为催化剂，在高温下进行聚合，反应中进行共沸脱水，反应结束后，用溶剂稀释，然后用水或乙醇为沉淀剂，搅拌下将聚合物沉淀出来，得到聚合物。本专利技术采用的含蒽酮结构双酚单体的结构通式是：，R1，R2为氢原子或烷氧基或烷基或苯基或卤原子。本专利技术采用的双卤单体是如下结构：其中，卤原子(X)为氟或氯。本专利技术聚合反应温度控制在50-300℃，聚合反应时间为2-48小时。可以表示为：其中，x=0.01-1.0；聚合反应经脱水预聚阶段，采用共沸脱水剂共沸脱水，然后将共沸脱水剂蒸出，升温，反应溶液粘度逐步增大。待溶液粘度显著增大，达到要求之后，停止加热，逐步冷却降温，终止反应。反应结束后，用水、乙醇或甲醇为沉淀剂，搅拌下降聚合物沉淀出来，过滤得到聚合物。本专利技术采用的非质子极性溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、二苯砜中的一种或两种以上的混合物。本专利技术采用的碱为催化剂，碱包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡中的一种或两种以上的混合物。本专利技术采用的碱金属的盐类为催化剂，碱金属的盐类包括碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁或碳酸氢钙中的一种或两种以上的混合物。本专利技术采用的聚合反应温度为50-300℃，反应时间为2-48小时。本专利技术采用的共沸脱水剂包括苯、甲苯、二甲苯和氯苯。本专利技术采用的沉淀剂包括水、甲醇和乙醇。以下结合技术方案详细叙述本专利技术的具体实施例。实施例列出了新型含蒽酮结构聚芳醚制备工艺，这些实例仅仅是为了对本专利技术进行说明，并不是限定本专利技术保护范围。实施例1在氮气保护下，将37.8427g(0.1mol)蒽酮结构双酚单体，21.8203g(0.1mol)4,4’-二氟二苯甲酮，16.5744g（0.14mol）K2CO3，42mLN-甲基吡咯烷酮和30mL甲苯加入到装有机械搅拌器、温度计、分水器、氮气入口的三口烧瓶中，搅拌，加热升温反应，在140℃下，共沸脱水3h，体系水分被共沸脱水去除。然后蒸出甲苯，温度升温至160-200℃，继续反应18小时，反应体系粘度显著增大。反应结束后，加入N-甲基吡咯烷酮稀释反应溶液，将溶液倒入大量水中，聚合物沉淀析出，用去离子水煮洗5次，得到灰白色的含蒽酮结构聚芳醚酮。实施例2在氮气保护下，将37.8427g（0.1mol）蒽酮结构双酚单体，28.7154g(0.1mol)4,4’-二氯二苯砜，16.5744g（0.14mol）K2CO3，40mLN-甲基吡咯烷酮和30mL甲苯加入到装有机械搅拌器、温度计、分水器、氮气入口的三口烧瓶中，搅拌，加热升温反应，在140℃下，共沸脱水3h，体系水分被共沸脱水去除。然后蒸出甲苯，温度升温至160-200℃，继续反应24小时。反应体系为棕褐色，体系粘度显著增大。反应结束后，加入N-甲基吡咯烷酮稀释反应溶液，将溶液倒入大量水中，聚合物沉淀析出，用去离子水煮洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含蒽酮结构聚芳醚，其特征在于，构成该聚芳醚的重复结构单元为：

【技术特征摘要】
1.一种含蒽酮结构聚芳醚，其特征在于，构成该聚芳醚的重复结构单元为：其中，x=0.01-1.0，R1，R2为氢原子或烷氧基或烷基或苯基或卤原子。2.一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，其特征在于，所述方法包括一种含蒽酮结构聚芳醚及以非质子极性溶剂或者含有非质子极性溶剂的混合溶剂为反应溶剂，以碱，碱金属或碱土金属的盐类为催化剂的制备含蒽酮结构聚芳醚的方法；该方法以蒽酮结构双酚单体和芳香双卤单体为原料，在高温下进行聚合反应，反应中进行共沸脱水，反应结束后体系中加入溶剂稀释，将聚合物溶液倒入沉淀剂，搅拌下将聚合物沉淀出来，过滤分离，得到聚合物。3.根据权利要求2所述的一种含蒽酮结构聚芳醚制备方法，其特征在于，所述非质子极性溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、二苯砜中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张本贵，王琦，伍淑芹，闵庆祝，王思琪，胡经纬，王剑秋，聂鑫，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21