一种高分子化工材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体来说是一种高分子化工材料及其制备方法，由以下质量份数的原料组成：芳香二酐30.4‑50.65份、芳香二胺30‑50份、卤代醇15‑25份、聚氯乙烯树脂15‑25份、金属钠15‑25份、分散剂5‑10份。本发明专利技术先制备得到了聚酰亚胺预聚体，然后在聚酰亚胺预聚体上接枝了卤代醇，并得到了分子链上含有羟基的接枝预聚体，此时接枝预聚体上的羟基与金属钠反应后，再与聚氯乙烯反应，使耐腐蚀的聚氯乙烯接枝在聚酰亚胺预聚体上，并在高温下使得聚酰亚胺预聚体发生失水聚合，形成了高分子量的聚合物，制备得到的高分子化工材料在化工反应釜外及化工反应釜内实现了耐腐蚀且保温的性能。

A polymer chemical material and its preparation method

The invention relates to the technical field of polymer materials, in particular to a polymer chemical material and a preparation method thereof, which is composed of raw materials with the following mass fractions: 30.4 \u2011 50.65 phr of aromatic dianhydride, 30 \u2011 50 phr of aromatic diamine, 15 \u2011 25 phr of halogenated alcohol, 15 \u2011 25 phr of PVC resin, 15 \u2011 25 phr of sodium metal and 5 \u2011 10 phr of dispersant. The polyimide prepolymer is prepared first, then the halohydrin is grafted on the polyimide prepolymer, and the graft prepolymer with hydroxyl group in the molecular chain is obtained. At this time, the hydroxyl group on the graft prepolymer reacts with sodium metal, and then reacts with PVC, so that the corrosion-resistant PVC is grafted on the polyimide prepolymer, and the polyimide prepolymer is made at high temperature The high molecular weight polymer was formed by water loss polymerization. The prepared high molecular chemical materials achieved corrosion resistance and heat preservation performance outside and inside the chemical reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种高分子化工材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体来说是一种高分子化工材料及其制备方法。
技术介绍
腐蚀是指材料与外界反应引起的材料破坏或变质，发达国家腐蚀损失平均占国民经济总收入2-4％，美国于1990年调查表明化学工业的腐蚀损失达829亿美而我国在腐蚀损失方面也做过调查，l988估计为270-500亿人民币。近年来，国内外大量应用实例表明，高分子材料在企业防腐领域中显示出越来越大的作用，并且以其易成型加工。在一定温度下，高分子材料耐无机酸、碱、盐的腐蚀性能优于金属材料并随着科研工作的深入开展，高分子材料在防腐蚀领域中将发挥更大的作用。反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基合金及其它复合材料，反应釜是综合反应容器，而反应釜长期与化学原料接触，缩短反应釜的使用寿命。现有技术的反应釜内壁用的涂料耐酸碱性能及耐高温性能较差，降低了涂料性能，限制了涂料在反应釜内壁上的使用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供了一种高分子化工材料及其制备方法，本专利技术先制备得到了聚酰亚胺预聚体，然后在聚酰亚胺预聚体上接枝了卤代醇，并得到了分子链上含有羟基的接枝预聚体，此时接枝预聚体上的羟基与金属钠反应后，再与聚氯乙烯反应，使耐腐蚀的聚氯乙烯接枝在聚酰亚胺预聚体上，并在高温下使得聚酰亚胺预聚体发生失水聚合，形成了高分子量的聚合物，此聚合物既具有保温的性能，又具有耐腐蚀的性能，制备得到的高分子化工材料在化工反应釜内外实现了耐腐蚀且保温的性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高分子化工材料，由以下质量份数的原料组成：芳香二酐30.4-50.65份、芳香二胺30-50份、卤代醇15-25份、聚氯乙烯树脂15-25份、金属钠15-25份、分散剂5-10份。优选的，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂酸及聚丙烯醇的混合液，以摩尔比计，十二烷基苯磺酸钠：月桂酸：聚丙烯醇＝1-2:1:1。优选的，所述芳香二酐选自均四苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐及4,4’-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸酐中的一种。优选的，所述芳香二胺选自二氨基二苯醚或对苯二胺。优选的，所述卤代醇为2-氯乙醇、4-氟丁醇、2-溴丙醇中的一种。本专利技术还保护了一种高分子化工材料的制备方法，包括如下步骤：(1)原料准备：按质量份数称取以下原料：芳香二酐30.4-50.65份、芳香二胺30-50份、卤代醇15-25份、聚氯乙烯树脂15-25份、金属钠15-25份、分散剂5-10份，备用；(2)聚酰亚胺预聚体的制备：在0-20℃下于搅拌条件下使芳香二胺完全溶解于极性非质子溶剂中，并将芳香二酐等量多次加入到芳香二胺的极性非质子溶液中，升温至50-60℃并搅拌3-4h，过滤，水洗，得到聚酰亚胺预聚体；其中芳香二酐的加入次数为8-10次，芳香二酐的总加入时间为0.5-1h；(3)卤代醇的接枝：将步骤(2)制备得到的聚酰亚胺预聚体及卤代醇混合后，并完全溶解于极性非质子溶剂中，并在60-80℃下搅拌2-3h，过滤，水洗，得到接枝预聚体；(4)聚合物的制备：将步骤(3)制备得到的接枝预聚体先溶于极性非质子溶剂中，然后加入金属钠并进行反应，待钠全部融合并不再有气泡产生后加入聚氯乙烯树脂，在90-110℃下反应1-2h后，冷却至室温，过滤，水洗，得到聚合物；(5)高分子化工材料的制备：将步骤(4)制备得到的聚合物溶解在酯类溶剂中，并加入分散剂，然后进行超声，得到高分子化工材料。优选的，所述步骤(2)-步骤(4)所使用的的极性非质子溶剂为：N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基亚砜中的一种。优选的，所述步骤(5)中的酯类溶剂为乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯及乙酸异丙酯中的一种。优选的，所述步骤(5)中超声的条件为：在50-100Hz的超声频率下，超声2-3h。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术通过芳香二酐与芳香二胺先进行酰胺化聚合反应，得到了聚酰亚胺预聚体，聚酰亚胺预聚体的亚氨基上含有H元素，此时亚氨基氮原子上的H元素与卤代醇上的卤原子发生反应，不仅将羟基接枝在了聚酰亚胺预聚体上得到了接枝预聚体，而且使得H元素与卤原子以HCl的形式析出，而化工材料在长期使用过程中很容易受到酸碱和有机溶剂的腐蚀，因此在化工领域的涂料需满足耐高温和耐腐蚀的特点，基于上述理论，本专利技术制备得到的接枝预聚体再与钠发生了反应，使羟基上的H被Na元素取代，形成了醇钠结构，然后再加入耐腐蚀的聚氯乙烯树脂，使聚氯乙烯树脂上的氯元素与醇钠上的钠元素反应，并将聚乙烯接枝在高分子链上，同时高温下使得聚酰亚胺预聚体在高温下失水，形成了聚酰亚胺结构，由于聚酰亚胺分子中的芳杂结构所形成的共轭体系、阶梯及半阶梯结构，使得分子链具有很强的刚性，导致聚酰亚胺材料具有很高的玻璃化转变温度、较高的熔点或软化点，此时聚酰亚胺具有优异的保温性能，而聚氯乙烯树脂中的聚乙烯结构具有优异的防腐蚀性能，此时得到了耐高温且防腐蚀的聚合物，再将聚合物分散在酯类溶剂中后形成了溶胶，便于涂覆在反应釜的外表面和内表面。2、聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，600℃的温度下才能够使其分解，且耐低温的温度达到-200℃，无明显熔点，高绝缘性能；聚乙烯树脂不仅柔软，而且耐腐蚀性能强，不溶于酸也不溶于碱，且具有优异的耐高温的特性，此时，聚氯乙烯的接枝使得聚酰亚胺的耐高温性能更加优异，因此制备得到了耐高温、耐低温及耐腐蚀的高分子膜，并能够将制备得到的涂料应用于反应釜。3、本专利技术制备得到的高分子化工材料能够涂覆于化工反应釜的内壁或外壁，并在常温下使溶剂挥发，使得化工材料成膜，形成了具有防腐蚀和保温功能的膜结构，本专利技术的高分子化工材料适用于保温范围在-200-750℃之间的反应，且本专利技术在聚酰亚胺预聚体上引入大体积的侧链，使得聚酰亚胺预聚体主链两侧的侧链无法对称，此时增加了聚酰亚胺在溶剂中的溶解性能，同时聚乙烯结构也易溶解于酯类溶剂中，聚乙烯结构也辅助了聚酰亚胺的溶解性能，再加入分散剂后，聚合物能够溶解于酯类溶剂中并形成溶胶。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1一种高分子化工材料的制备方法，包括如下步骤：(1)原料准备：按质量份数称取以下原料：均四苯四酸二酐30.4份、对苯二胺30份、4-氟丁醇15份、聚氯乙烯树脂15份、金属钠15份、十二烷基苯磺酸钠、月桂酸及聚丙烯醇的混合液5份，备用；(2)聚酰亚胺预聚体的制备：在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子化工材料，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：芳香二酐30.4-50.65份、芳香二胺30-50份、卤代醇15-25份、聚氯乙烯树脂15-25份、金属钠15-25份、分散剂5-10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高分子化工材料，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：芳香二酐30.4-50.65份、芳香二胺30-50份、卤代醇15-25份、聚氯乙烯树脂15-25份、金属钠15-25份、分散剂5-10份。


2.根据权利要求1所述的高分子化工材料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、月桂酸及聚丙烯醇的混合液，以摩尔比计，十二烷基苯磺酸钠：月桂酸：聚丙烯醇＝1-2:1:1。


3.根据权利要求1所述的一种高分子化工材料，其特征在于，所述芳香二酐选自均四苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐及4,4’-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸酐中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种高分子化工材料，其特征在于，所述芳香二胺选自二氨基二苯醚或对苯二胺。


5.根据权利要求1所述的一种高分子化工材料，其特征在于，所述卤代醇为2-氯乙醇、4-氟丁醇、2-溴丙醇中的一种。


6.根据权利要求1所述的一种高分子化工材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料准备：按质量份数称取以下原料：芳香二酐30.4-50.65份、芳香二胺30-50份、卤代醇15-25份、聚氯乙烯树脂15-25份、金属钠15-25份、分散剂5-10份，备用；
(2)聚酰亚胺预聚体的制备：在0-20℃下于搅拌条件下使芳香二胺完全溶解于极性非质子溶剂中，并将芳香二酐等量...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明阳，陈晓东，杨轶，李姗珊，王旭，
申请(专利权)人：河南工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河南;41