一种成核剂及其制备方法和聚合物棒状超细粉末的制备方法技术

本发明专利技术公开一种成核剂及其制备方法和聚合物棒状超细粉末的制备方法。成核剂的结构式为含有成核剂的聚合物溶液向不良溶剂中加入，析出，通过粉碎设备持续、循环的粉碎，将聚合物粉碎成粉末，当粉末达到预期粒径后，通过固液分离设备得到粉末湿料；通过该方法粉碎，可以对不同的聚合物溶液进行沉析、粉碎并获得超细棒状粉末，通常可应用于涂料、涂层等领域。涂层等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种成核剂及其制备方法和聚合物棒状超细粉末的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料制备领域，具体涉及聚合物的形态，更具体涉及聚合物粉末的制备方法。

技术介绍

[0002]特种聚合物超细粉是可以用于材料改性、涂料制备等应用的一类基础原料，具有特殊的用途。如聚醚砜超细粉可以用于耐热涂层，如民航科技的内饰涂层均为聚醚砜材料；不粘锅涂层也可以使用聚醚砜或聚醚醚酮涂层等。对于某些特种聚合物来说，由于其结构中具有苯环等刚性结构，由于其材料自身的力学性能优异而不易被破碎，因此制备超细粉的难度很大。而在一些特殊领域中，需要使用特种聚合物材料对其进行改性。
[0003]溶液聚合是合成高分子的一种方法，是一种或几种单体在溶液中进行聚合反应，产出特种聚合物溶液。某些聚合物溶液比较容易通过脱挥祛除(如聚甲醛、聚烯烃弹性体等)，通过切粒得到聚合物颗粒。而有些特种聚合是需要在强极性溶剂合成，而这一列强极性溶剂往往具有沸点高、高温易分解、难以祛除等特点，因此很难通过脱挥的方法进行脱除。所以需要通过将溶液与惰性溶剂(与强极性溶剂互溶，且不与聚合物互溶)混合后，使得溶液中的高分子发生相变析出，得到高分子。而析出的高分子是成块状的，因此需要使用粉碎设备将其破碎成小块、片状、颗粒或粉末，并用相应的惰性溶剂对破碎后的物质进行洗涤，洗去残留的溶剂或其他杂质，再通过干燥、造粒等步骤得到最终产品。使用该方法生成的高分子如可溶性聚酰亚胺(Ultem、Aurumn)、砜聚合物(PSU、PPSU、PES)、酮聚合物(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)芳香族聚酰胺浆粕(1313或1414)、有机酸纤维素(乙酸丁酸纤维素)、PVDF等。
[0004]目前，除了沉析破碎方法之外，还有一些其他方法可以使得特种聚合物溶液中的聚合物析出，如在溶液中加入搅拌，在搅拌时加入惰性溶剂，如专利CN102888003A中介绍了关于砜聚合物溶液析出的方法。但该方法加入惰性溶液的时间需要慢，因为惰性溶剂加快后，会使得砜聚合物析出成块。而且，反应过程中的盐被水溶解，无法分离。专利CN105330840A过程介绍了冷却带降温后粉碎的方法，但并未提及具体的方法。
[0005]如酰亚胺聚合物、砜聚合物、聚苯硫醚、聚醚醚酮等特种聚合物，具有很强的韧性，在粉碎设备中需要连续循环粉碎，才能粉碎至预期效果。否则，如果粉碎的粒度过大，会在其中包裹一些杂质无法祛除，经过干燥、造粒后会影响产品质量。但由于该类材料的溶液接触到互溶的惰性溶剂后，会立刻析出成条状物，溶液堵塞管线和设备。因此如何进料使得顺利析出、且能快速粉碎不至于堵塞管线和设备，是解决该问题的第一步。但如果粉碎后的物料粒度过大，也不能达到预期粒径效果。
[0006]对于物料湿法粉碎来说，粉碎后的形态对产品的性能也存在影响。通常，经过粉碎后的特种聚合物如聚砜、聚醚酰亚胺的堆积密度比较小，但颗粒很大而且状态并不均匀。另外，通常特种聚合物的粉末经过粉碎后，其粉末状态为球型。当使用这种球型粉末去改性其他材料时，往往由于其堆密度的偏差而混合不均匀的情况，尤其是添加玻纤、碳纤维改性
时，经过添加了玻纤和碳纤维后的特种聚合物粉末在经过造粒后能明显看到表面的不光滑痕迹。而如果将特种聚合物粉碎成棒状结构，会增加其互相勾连的可能性，使得玻纤、碳纤维和特种聚合物本身形成良好的缠绕性，反而有利于其混合后的均一性。传统的从极性溶剂中分离聚合物的方法，通常是先将溶液通过惰性溶剂沉析或碾压成块装物体，再通过固液分离将固体分离出来，再次使用湿法粉碎机进行粉碎，其效率低。因此如何解决特种聚合物粉碎后的形态大小不均匀，并制备出棒状形态的粉末时我们要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种成核剂及其制备方法和聚合物棒状超细粉末的制备方法。由于使用了成核剂，在粉碎时可以较容易地形成棒状形态，粒径小，使得其堆积密度要高于其他方式沉析粉碎得到的粉末的堆积密度。
[0008]为达到以上技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供一种成核剂，其结构式如下：
[0010][0011]其中，R
’
或R”相互独立的为苯环、联苯、并苯或多联苯、多并苯及其衍生物，优选苯环；R代表2～4个碳的脂肪烃基团，如：
‑
CH2‑
、
‑
(CH2)2‑
、
‑
(CH2)3‑
等；X或Y代表卤素，优选Cl、Br，X和Y可以相同也可以不同。
[0012]本专利技术所述的成核剂的制备方法，包括以下步骤：卤代芳酐和脂肪烃二醇反应。
[0013]作为一个优选的方案，所述的成核剂的制备方法，包括以下步骤：卤代芳酐和脂肪烃二醇在烃类溶剂中回流产生水，共沸除水，蒸出溶剂后，得到固体，重结晶。
[0014]本专利技术所述的成核剂的制备方法中，卤代芳酐和脂肪烃二醇的摩尔比为2:1。
[0015]本专利技术所述卤代芳酐包括但不限于4
‑
氯代苯酐、3
‑
氯代苯酐、3
‑
溴代苯酐、4
‑
溴代苯酐中的一种或多种。
[0016]本专利技术所述脂肪烃二醇包括但不限于乙二醇、1，2
‑
丙二醇、1，3
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇中的一种或多种。
[0017]本专利技术所述烃类溶剂为沸点在170℃以上的芳烃、脂肪烃或卤代烃中的一种或多种，包括但不限于正癸烷、氯代邻二甲苯(含3
‑
氯代邻二甲苯和/或4
‑
氯代邻二甲苯)、二氯苯等。
[0018]本专利技术的成核剂的制备方法中，反应的温度为溶剂回流温度。反应的时间为2～5小时。
[0019]本专利技术的成核剂的制备方法中，所述卤代芳酐和脂肪烃二醇质量和与烃类溶剂的质量之比为1:2～1:20，优选1:3～1:8。
[0020]作为一个优选的方案，本专利技术所述重结晶包括以下步骤：所述固体用甲醇或乙醇
重结晶，醇质量与固体质量比为5:1～20:1；重结晶时间为1～5小时，温度为60～75℃；重结晶后经过过滤、真空干燥，得到成核剂。
[0021]一种聚合物棒状超细粉末的制备方法，包括以下步骤：聚合物、成核剂和溶剂混合，进行沉析，粉碎。
[0022]作为一个优选的方案，所述的聚合物棒状超细粉末的制备方法，包括以下步骤：聚合物、成核剂和溶剂的聚合物溶液与惰性溶剂混合，进行聚合物沉析，然后粉碎成浆料，得到聚合物棒状超细粉末。
[0023]作为一个优选的方案，所述的聚合物棒状超细粉末的制备方法，包括以下步骤：带搅拌的沉析槽、聚合物溶液进料管与高速粉碎设备连接构成循环粉碎系统。在沉析槽中加入惰性溶剂，当高速粉碎设备开启后，惰性溶剂在体系中循环，向惰性溶剂加入聚合物、成核剂和溶剂的聚合物溶液，当聚合物溶液遇到惰性溶剂后，聚合物沉析成固体条状，进入高速粉碎设备中被粉碎成浆料；聚合物溶液进料完毕后，保持循环粉碎。
[0024]当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成核剂，其结构式如下：其中，R
’
或R”相互独立的为苯环、联苯、并苯或多联苯、多并苯及其衍生物，优选苯环；R代表2～4个碳的脂肪烃基团，优选
‑
CH2‑
、
‑
(CH2)2‑
、
‑
(CH2)3‑
；X或Y代表卤素，优选Cl、Br，X和Y可以相同也可以不同。2.权利要求1中所述的成核剂的制备方法，包括以下步骤：卤代芳酐和脂肪烃二醇反应。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，卤代芳酐和脂肪烃二醇的摩尔比为2:1。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述卤代芳酐选自4
‑
氯代苯酐、3
‑
氯代苯酐、3
‑
溴代苯酐、4
‑
溴代苯酐中的一种或多种；所述脂肪烃二醇选自乙二醇、1，2
‑
丙二醇、1，3
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇中的一种或多种。5.一种聚合物棒状超细粉末的制备方法，包括以下步骤：聚合物、权利要求1所述的成核剂和溶剂混合，进行沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，宋均成，曾伟，张礼昌，赵洋，杨井涛，黎源，王磊，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：