一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置；以硫化钠和对二氯苯为原料，N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。本发明专利技术在合成过程中不断将副产物钠盐过滤掉，减小了钠盐对聚合反应的影响，增大了聚苯硫醚的聚合度，聚苯硫醚重均分子量Mw为2.5～6万，分子分布指数PD为2.0～3.0；Na

Method and device for desalting in synthesis of polyphenylene sulfide

The present invention relates to a method and device for desalination in the synthesis of polyphenylene sulfide. Polyphenylene sulfide is synthesized from sodium sulfide and two chlorobenzene as raw material, N methyl pyrrolidone as solvent, pre polymerization stage of 160 to 220 C and high temperature polymerization stage at 240 to 300 centigrade. The filtration device, the salt is left in the filter, and the remaining polyphenylene sulfide material is returned to the reaction kettle, so that the sodium salt produced in the synthesis is removed; after the reaction is completed, the polyphenylene sulfide resin is obtained by the discharge washing and drying. The sodium salt of the by-product is filtered out continuously during the synthesis process, reducing the effect of sodium salt on the polymerization, increasing the degree of polymerization of polyphenylene sulfide, the molecular weight of the polyphenylene sulfide weight average molecular weight Mw is 2.5 to 60 thousand, the molecular distribution index PD is 2 ~ 3; Na

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置
本专利技术的技术方案涉及高分子材料，具体涉及一种聚苯硫醚合成中除盐的方法及装置。
技术介绍
硫化钠法是世界上最早实现工业化生产的方法，也是目前最主要的工业化生产方法。1967年，美国菲利浦斯石油公司的Edmond和Hill在专利中第一次报道了对二氯苯和硫化钠在极性有机溶剂中直接缩聚合成线型PPS树脂。该反应是由等摩尔的对二氯苯和硫化钠或硫氢化纳在极性有机溶剂中，通过氮气保护，在170-350℃、6.87MPa的压力下进行溶液缩聚。该合成法产率高(大于90％)，实验重复性较好。但在早期的工业化过程中存在生产工艺流程长、原料精制难度大、产品分子量较低、抗冲击性能较差等缺点。由于聚苯硫醚主要产品中金属离子含量过高使得产品的耐湿性、电器特性和成型性能下降。多年来，随着合成工艺的不断改进，其工业化技术与生产水平也得到极大的提高，现在可以合成高分子量线型和支化交联型两种结构的树脂。硫化钠法是最主要的PPS树脂工业化生产方法，国内外的PPS树脂生产厂都普遍采用N-甲基吡咯烷酮为溶剂进行加压缩聚。聚合过程中生成大量副产物钠盐，钠盐的存在影响聚合物链增长，且在反应结束后混在聚苯硫醚中。这样生产的PPS产品颜色偏黄或褐色，摩尔质量较小，且经检测发现产品中含有过量的钠离子。一般钠离子含量在1000ppm左右时，产品外观即呈微黄色。过量的钠离子存在于PPS中，将直接影响PPS摩尔质量的大小及电性能，因为低分子物质易溶、易挥发、易分解导致了低纯度PPS的力学性能不稳定，热失重温度降低，耐溶剂性下降，而无机离子的存在会显著降低PPS作为电子、电器封装材料的绝缘性。国外对PPS合成过程中的除盐、后处理等关键技术进行封锁，使得国内无法生产出与国外性能比拟的PPS树脂。现在国内聚苯硫醚除盐一般采用溶剂洗涤过滤，这类方法不仅成本高，耗费大量的溶剂，不环保，成本和能耗高。此专利技术是在合成聚苯硫醚过程中进行除盐的一种方法，在聚合反应过程中就将钠盐去除，有利于聚合物链的增长。一方面有效降低了产品的钠离子含量，提高了树脂的质量。另一方面也节省了后期洗涤处理所使用的溶剂，节约成本。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的在于针对现有技术对硫化钠法合成聚苯硫醚中除盐方法存在的能耗高，溶剂用量大，除盐效果差等问题，提供一种操作简单，能耗低，效率高的除盐方法。本专利技术为解决存在的问题所提出的方案是：一种聚苯硫醚合成中除盐的方法，以硫化钠和对二氯苯为原料，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。所述干燥条件为干燥温度为100-150℃，干燥时间为8-16h。所述输料泵为柱塞式的计量泵。滤网目数为100目～2000目。过滤速率为500L/h～2000L/h。所述反应结束后的物料过滤后，用沸腾的去离子水洗涤4-8次。本专利技术的一种聚苯硫醚合成中除盐的装置；在反应釜后面连接一个除盐过滤设备；反应釜釜底设置釜底阀5；釜底阀5与一三通相连，三通的其余两端一端用出料阀6密封，一端与除盐过滤设备2相连；三通与除盐设备之间设置有输料泵4，三通与输料泵4之间设置有截止阀7；除盐过滤设备2物料出口管经回流阀8返回反应釜。所述釜底阀5为上展式放料阀。过滤除盐开始前，所有阀门和输料泵都处于关闭状态，开始过滤除盐时，将釜底阀5、截止阀7和回流8打开，启动输料泵4，物料由釜底通过过滤除盐装置回流至釜顶进入反应釜；除盐结束后，停止输料泵4，关闭釜底阀5，关闭截止阀7和回流阀8，放空并打开过滤除盐装置，取出盐进行处理；放料前，所有阀们和泵都处于关闭状态，放料时，将釜底阀5打开，出料阀6打开，将物料放出。连接反应釜和过滤装置的管线上带有热油保温层，温度和反应釜温度相同。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术在合成过程中不断将副产物钠盐过滤掉，减小了钠盐对聚合反应的影响，一定程度上增大了聚苯硫醚的聚合度，聚苯硫醚重均分子量Mw为2.5～6万，分子分布指数PD为2.0～3.0。2.经本专利技术方法处理后，Na+的除去率＞90％，经洗涤干燥处理后聚苯硫醚的Na+含量小于0.03％，大大地提高了产品的电性能和质量。3.本专利技术设备简单，且在出料前就除去了大部分的Na+，可以大大减少后期处理聚苯硫醚所使用的溶剂量，节省成本和能耗，有利于工业化生产。附图说明图1：设备装置示意图。其中：1—反应釜(原有设备)；2—除盐过滤装置(专利技术设备)；3—连接管线；4—输料泵；5—釜底阀；6—出料阀；7—截止阀；8—回流阀；9—聚苯硫醚浆料；10—过滤下来的盐。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的描述。如图1所示：设备连接及操作说明如下：合成反应釜与专利技术设备除盐过滤设备通过管线相连接，釜底阀5为上展式放料阀，其作用是将反应物料从反应釜内放出；釜底阀5与一三通相连，三通的其余两端一端与除盐过滤设备2相连，除盐设备中装有过滤网，起过滤除盐的作用，一端用出料阀6密封，除盐结束后即可打开阀6将料放出，三通与除盐设备之间装有输料泵4，输料泵4为物料的循环提供动力，三通与输料泵4之间用截止阀7隔断，截止阀7的作用主要是保护输料泵和过滤除盐设备的作用，除盐后的物料经回流阀8返回反应釜，回流阀8的作用主要是除盐后的物料通过8回流到反应釜，隔断反应釜和除盐过滤设备，防止反应过程中物料由釜顶进入除盐过滤设备；过滤除盐开始前，所有阀门和输料泵都处于关闭状态，开始过滤除盐时，将釜底阀5、截止阀7和回流8打开，启动输料泵4，物料由釜底通过过滤除盐装置回流至釜顶进入反应釜；除盐结束后，停止输料泵4，关闭釜底阀5，关闭截止阀7和回流阀8，放空并打开过滤除盐装置，取出盐进行处理；放料前，所有阀们和泵都处于关闭状态，放料时，将釜底阀5打开，出料阀6打开，将物料放出。实施例1聚苯硫醚聚合反应过程在160℃预聚时，开启柱塞泵，反应釜中物料经过100目的滤网又返回至反应釜中，过滤速率为500L/h，直至反应结束关闭柱塞泵。出料过滤后经洗涤4次，100℃下干燥16h，得到聚苯硫醚。其重均分子量Mw为5.5万，分子分布指数PD为3.0，钠离子含量为0.029％。实施例2聚苯硫醚聚合反应过程在180℃预聚时，开启柱塞泵，反应釜中物料经过300目的滤网又返回至反应釜中，过滤速率为1000L/h，直至反应结束关闭柱塞泵。出料过滤后经洗涤8次，130℃下干燥10h，得到聚苯硫醚。其重均分子量Mw为5.8万，分子分布指数PD为2.4，钠离子含量为0.025％。实施例3聚苯硫醚聚合反应过程在200℃预聚时，开启柱塞泵，反应釜中物料经过600目的滤网又返回至反应釜中，过滤速率为2000L/h，直至反应结束关闭柱塞泵。出料过滤后经洗涤6次，160℃下干燥13h，得到聚苯硫醚。其重均分子量Mw为2.5万，分子分布指数PD为3.0，钠离子含量为0.028％。实施例4聚苯硫醚聚合反应过程在220℃预聚时，开启柱塞泵，反应釜中物料经过800目的滤网又返回至反应釜中，过滤速率为1500L/h，直至反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯硫醚合成中除盐的方法，其特征是以硫化钠和对二氯苯为原料，N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。

【技术特征摘要】
1.一种聚苯硫醚合成中除盐的方法，其特征是以硫化钠和对二氯苯为原料，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，经160℃～220℃预聚阶段和240℃～300℃高温聚合阶段合成聚苯硫醚；合成过程中通过输料泵使反应釜物料通过装有滤网的过滤装置，盐则留在过滤装置中，而剩余的聚苯硫醚物料再返回至反应釜中，如此循环，去除合成中所生成的钠盐；反应完成后，出料洗涤干燥即得聚苯硫醚树脂。2.如权利要求1所述的方法，其特征是干燥条件为干燥温度为100-150℃，干燥时间为10-16h。3.如权利要求1所述的方法，其特征是其特征为输料泵为柱塞式的计量泵。4.如权利要求1所述的方法，其特征是滤网目数为100目～2000目。5.如权利要求1所述的方法，其特征是过滤速率为500L/h～2000L/h。6.如权利要求1所述的方法，其特征是反应结束后的物料过滤后，用沸腾的去离子水洗涤4-8次。7.实现权利要求1的一种聚苯硫醚合成中除盐的装置；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦宁，于强，刘杨，杨雨强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11