一种一锅法制备TLCP的新方法技术

本发明专利技术提供一种一锅法制备TLCP的新方法。本发明专利技术将液晶单体：对苯二甲酸、对苯二酚、2，6‑萘二甲酸、对羟基苯甲酸，混合后倒入连接有氮气供给系统、真空系统、蒸馏系统、回流系统的反应釜中，并在该反应釜中加入一定量的乙酸酐；升温至130℃进行乙酰化反应；乙酰化反应结束后将过量的乙酸酐和副产物乙酸蒸馏出，蒸馏副产物结束后进行聚合反应：打开氮气系统，向反应体系中鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃‑320℃保持30min后，蒸馏系统的冷凝器中液体流量减少至没有，然后逐步升高温度与真空度，3±1小时后反应体系温度达到360℃‑380℃，真空度达到70‑80bar，在此条件下在保持30min后，反应终止。本发明专利技术便于更好的实现工业化生产，更高的收率。

A new one pot method for TLCP

The invention provides a new method for preparing TLCP by one pot method. The liquid crystal monomer: terephthalic acid, hydroquinone, 2,6 \u2011 naphthalene dicarboxylic acid and p-hydroxybenzoic acid are mixed and poured into a reaction kettle connected with a nitrogen supply system, a vacuum system, a distillation system and a reflux system, and a certain amount of acetic anhydride is added into the reaction kettle; the acetylation reaction is carried out when the temperature is raised to 130 \u2103; after the acetylation reaction, excess acetic anhydride and The by-product acetic acid is distilled out, and the polymerization reaction is carried out after the by-product of distillation is finished: turn on the nitrogen system, pour nitrogen into the reaction system, and gradually increase the temperature to 300 \u2103 - 320 \u2103 for 30 minutes, then the liquid flow in the condenser of the distillation system is reduced to no, and then gradually increase the temperature and vacuum degree. After 3 \u00b1 1 hours, the reaction system temperature reaches 360 \u2103 - 380 \u2103, and the vacuum degree reaches 7 0 \u2011 80bar, under this condition, after 30 min, the reaction is terminated. The invention is convenient for realizing industrial production and higher yield.

【技术实现步骤摘要】
一种一锅法制备TLCP的新方法
：本专利技术涉及一种一锅法制备TLCP的新方法，属于有机化学

技术介绍
：热致性液晶高分子英文简称TLCP，是一种高性能的新型高分子材料，因为具体单体为芳香族化合物，所以所合成出的TLCP为全芳香族化合物，具有很强的刚性，并且它在熔融状态下有着很好的液晶状态，分子链成平行排列，这样使得在后期改性加工时，分子链很容易沿着加工的流动方向取向，并且冷却下来后依然保持着这种取向性，使得TLCP在有着刚性的同时也有着不错的韧性，故TLCP的综合性能十分优越。TLCP还具有高强度，高韧性，高模量，高阻燃性，耐高温性，耐辐射性等特征，并且有着良好的加工性能，故在航天航空，电子器械，汽车工业等领域有着广泛的应用。并且TLCP对高频信号有着很好的吸收功能，故在未来的5G时代将有更广泛的应用。目前TLCP的聚合方式多为固相聚合，固相聚合设备及条件控制较为苛刻，不利于大规模生产。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对上述存在的问题提供一种一锅法制备TLCP的新方法，能够制造出良好性能的热致性液晶高分子聚合物，并且反应步骤简单化，有着更简便的操作，更好的实现工业化生产，更高的收率。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种一锅法制备TLCP的新方法，该方法为：将液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)，以及一定比例的催化剂，混合后倒入连接有氮气供给系统、真空系统、蒸馏系统、回流系统的反应釜中，并在该反应釜中加入一定量的乙酸酐；关闭投料口，打开回流系统，升温至130℃进行乙酰化反应，反应时间为4±1小时；关闭回流系统，打开蒸馏系统，将过量的乙酸酐和副产物乙酸蒸馏出，蒸馏时间为4±1小时，直到蒸馏系统的冷凝器中不再有物质流出，蒸馏副产物结束；进行聚合反应：打开氮气系统，按照一定流量向反应体系中鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃，在300℃-320℃中保持30min后，蒸馏系统的冷凝器中液体流量减少至没有，然后关闭氮气系统，打开真空系统，并逐步升高温度与真空度，3±1小时后反应体系温度达到360℃-370℃，真空度达到70-80bar，在此条件下在保持30min后，反应终止。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)的物质的量比为：对苯二甲酸（TA）10%-20%；对苯二酚（HQ）17.5%-35%；2，6-萘二甲酸（NDA）7.5%-15%；对羟基苯甲酸（HBA）30%-65%，并且对苯二甲酸（TA）与2，6-萘二甲酸(NDA)两种组分的物质的量之和与对苯二酚（HQ）的物质的量相等。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述乙酸酐的用量为对羟基苯甲酸摩尔质量的1.2倍与对苯二酚摩尔质量2.4倍之和。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述催化剂为乙酸钠，乙酸锌，对甲苯磺酸，吡啶。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述的催化剂用量为所述液晶单体总量的1%-3%。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述聚合反应过程中，所述鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃的过程中，所述逐步升高温度是指升温的速度是每40分钟升高10℃，鼓入氮气的流量是6ml/min-10ml/min。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述聚合反应过程中，所述打开真空系统，并逐步升高温度与真空度的过程中，升温的速度是每30分钟升高10℃，提高真空度的速度是每升高10℃提高真空度10bar。所述的一锅法制备TLCP的新方法，反应终止后出料的温度是360℃-370℃。本专利技术优点是：1.生产效率得到大大的提高，同一个反应釜就可以完成TLCP的合成。2.该反应为熔融聚合，较固相聚合更容易发生，反应时间有很大的缩短，生产成本得到降低。3.由于是一锅反应，中间不存在转移，运输等步骤，使得反应收率也得到一定的提高。具体实施方式：一种一锅法制备TLCP的新方法，该方法为：将液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)，以及一定比例的催化剂，混合后倒入连接有氮气供给系统、真空系统、蒸馏系统、回流系统的反应釜中，并在该反应釜中加入一定量的乙酸酐；关闭投料口，打开回流系统，升温至130℃进行乙酰化反应，反应时间为4±1小时；关闭回流系统，打开蒸馏系统，将过量的乙酸酐和副产物乙酸蒸馏出，蒸馏时间为4±1小时，直到蒸馏系统的冷凝器中不再有物质流出，蒸馏副产物结束；进行聚合反应：打开氮气系统，按照一定流量向反应体系中鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃，在300℃-320℃中保持30min后，蒸馏系统的冷凝器中液体流量减少至没有，然后关闭氮气系统，打开真空系统，并逐步升高温度与真空度，3±1小时后反应体系温度达到360℃-370℃，真空度达到70-80bar，在此条件下在保持30min后，反应终止。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)的物质的量比为：对苯二甲酸（TA）10%-20%；对苯二酚（HQ）17.5%-35%；2，6-萘二甲酸（NDA）7.5%-15%；对羟基苯甲酸（HBA）30%-65%，并且对苯二甲酸（TA）与2，6-萘二甲酸(NDA)两种组分的物质的量之和与对苯二酚（HQ）的物质的量相等。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述乙酸酐的用量为对羟基苯甲酸摩尔质量的1.2倍与对苯二酚摩尔质量2.4倍之和。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述催化剂为乙酸钠，乙酸锌，对甲苯磺酸，吡啶。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述的催化剂用量为所述液晶单体总量的1%-3%。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述聚合反应过程中，所述鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃的过程中，所述逐步升高温度是指升温的速度是每40分钟升高10℃，鼓入氮气的流量是6ml/min-10ml/min。所述的一锅法制备TLCP的新方法，所述聚合反应过程中，所述打开真空系统，并逐步升高温度与真空度的过程中，升温的速度是每30分钟升高10℃，提高真空度的速度是每升高10℃提高真空度10bar。所述的一锅法制备TLCP的新方法，反应终止后出料的温度是360℃-370℃。下面通过具体的实施例和对比例来进一步说明本专利技术的方法及优点：实施例1：将10mol对苯二甲酸（TA）,20mol对苯二酚（HQ），10mol2,6-萘二甲酸（NDA）,60mol对羟基苯甲酸，催化剂对甲苯磺酸1mol，投入已经装有120mol乙酸酐的不锈钢反应釜中，关闭投料口，开始升温，至130℃回流4小时，关闭回流系统，开启蒸馏系统，常压蒸出过量的乙酸酐及副产物醋酸，大约4小时后冷凝器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一锅法制备TLCP的新方法，其特征是：该方法包括如下步骤：/n将液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)，以及一定比例的催化剂，混合后倒入连接有氮气供给系统、真空系统、蒸馏系统、回流系统的反应釜中，并在该反应釜中加入一定量的乙酸酐；关闭投料口，打开回流系统，升温至130℃进行乙酰化反应，反应时间为4±1小时；关闭回流系统，打开蒸馏系统，将过量的乙酸酐和副产物乙酸蒸馏出，蒸馏时间为4±1小时，直到蒸馏系统的冷凝器中不再有物质流出，蒸馏副产物结束；进行聚合反应：打开氮气系统，按照一定流量向反应体系中鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃，在300℃-320℃中保持30min后，蒸馏系统的冷凝器中液体流量减少至没有，然后关闭氮气系统，打开真空系统，并逐步升高温度与真空度，3±1小时后反应体系温度达到360℃-370℃，真空度达到70-80bar，在此条件下在保持30min后，反应终止。/n

【技术特征摘要】
1.一种一锅法制备TLCP的新方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
将液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)，以及一定比例的催化剂，混合后倒入连接有氮气供给系统、真空系统、蒸馏系统、回流系统的反应釜中，并在该反应釜中加入一定量的乙酸酐；关闭投料口，打开回流系统，升温至130℃进行乙酰化反应，反应时间为4±1小时；关闭回流系统，打开蒸馏系统，将过量的乙酸酐和副产物乙酸蒸馏出，蒸馏时间为4±1小时，直到蒸馏系统的冷凝器中不再有物质流出，蒸馏副产物结束；进行聚合反应：打开氮气系统，按照一定流量向反应体系中鼓入氮气，并逐步升高温度到300℃-320℃，在300℃-320℃中保持30min后，蒸馏系统的冷凝器中液体流量减少至没有，然后关闭氮气系统，打开真空系统，并逐步升高温度与真空度，3±1小时后反应体系温度达到360℃-370℃，真空度达到70-80bar，在此条件下在保持30min后，反应终止。


2.根据权利要求1所述的一锅法制备TLCP的新方法，其特征是：所述液晶单体：对苯二甲酸（TA）、对苯二酚(HQ)、2，6-萘二甲酸（NDA）、对羟基苯甲酸(HBA)的物质的量比为：对苯二甲酸（TA）10%-20%；对苯二酚（HQ）17.5%-35%；2，6-萘二甲酸（NDA）7.5%-15%；对羟基苯甲酸（...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐良，张奇，张东宝，
申请(专利权)人：南京清研高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32