【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别涉及一种聚苯砜树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚苯砜树脂(聚亚苯基砜树脂，polyphenylene sulfone，ppsu)是由双芳环硫酰氯与芳环缩聚而成的一类非结晶热塑性工程塑料，外观略带琥珀色的高透明体，具有优良的力学性能、电性能、耐辐照性能、燃烧性能以及耐水解性，且透明度高，这些优良的特性使得聚苯砜树脂被广泛应用于医疗器械、航天航空、电子器件、汽车等各种领域。
2、目前市场广泛应用的聚苯砜树脂是由4,4’-二氯二苯砜和4,4’-联苯二酚通过成盐缩聚获得，虽然综合性能良好，但其耐热性和介电性能依旧有待改善，玻璃化温度仅达到220℃左右，介电常数较高，在3.6左右，无法适应更高耐温性能、更低介电性能的应用场景要求，比如高玻璃化温度高频高速电子基材、耐高温电子器件、耐高温线材绝缘包覆材料等。
3、现有技术公开了一种高性能聚苯砜树脂及其制备方法和应用，提出了采用特定结构的含酰胺基团的芳香型双酚单体、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜共聚制备出亲水性聚苯砜树脂，该树脂玻璃化温度高达280℃，但是介电常数大于4.0，无法兼顾介电性能，不能满足低介电要求的应用场景。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种耐高温低介电的聚苯砜树脂，通过引入特定比例的3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚和双羟基聚苯醚结构单元，在提高聚苯砜树脂的玻璃化温度的同时，降低其介
2、本专利技术的第二方面在于提供一种上述聚苯砜树脂的制备方法。
3、本专利技术的第三方面在于提供一种上述聚苯砜树脂的应用。
4、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
5、本专利技术的第一方面提供一种聚苯砜树脂，按摩尔百分比计，包括以下单体的结构单元：
6、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚：35～50mol％，
7、双端羟基聚苯醚：1～15mol％，
8、4,4’-二氯二苯砜：45～55mol％。
9、本专利技术通过引入特定摩尔百分比的3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚和双羟基聚苯醚的结构单元到聚苯砜树脂中，在提高聚苯砜树脂的玻璃化温度的同时，降低其介电常数。
10、其中，3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚主链上含有四甲基联苯结构，通过控制其在聚合物中形成的结构单元的特定摩尔百分比，能够限制聚合物链段间的移动，并有效地提高聚合物的玻璃化转变温度，因此引入一定摩尔百分比的3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的结构单元，可以显著提高聚苯砜树脂的玻璃化温度；而双羟基聚苯醚分子链两端含有高活性的酚羟基，能跟4,4’-二氯二苯砜进行缩合反应形成聚苯砜，同时双羟基聚苯醚属于本征低介电聚合物，因此通过引入双端羟基聚苯醚的结构单元，并控制其摩尔百分比，可以有效降低聚苯砜树脂的介电常数，提升介电性能。
11、在本专利技术的一些实施方式中，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为40～48mol％
12、在本专利技术的一些实施例中，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为40～45mol％。
13、在本专利技术的一些具体实施例中，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为44～45mol％。
14、在本专利技术的一些示例中，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为40mol％、42.5mol％、45mol％、47.5mol％。
15、在本专利技术的一些实施方式中，所述双端羟基聚苯醚的摩尔百分比为2～10mol％。
16、在本专利技术的一些实施例中，所述双端羟基聚苯醚的摩尔百分比为5～10mol％。
17、在本专利技术的一些具体实施例中，所述双端羟基聚苯醚的摩尔百分比为5～6％。
18、在本专利技术的一些示例中，所述双端羟基聚苯醚的摩尔百分比为5mol％、2.5mol％、7.5mol％、10mol％。
19、在本专利技术的一些实施例中，所述4,4’-二氯二苯砜的百分比为50mol％。
20、在本专利技术的一些实施方式中，所述双端羟基聚苯醚的数均分子量为800～8000。
21、在本专利技术的一些实施例中，所述双端羟基聚苯醚的数均分子量为1000～3000。
22、在本专利技术的一些具体实施例中，所述双端羟基聚苯醚的数均分子量为1500～2500。
23、通过选择低分子量的双端羟基聚苯醚，有利于进一步提升聚苯砜树脂的耐高温性能和介电性能。
24、在本专利技术的一些实施方式中，所述双端羟基聚苯醚具有如式1所示的结构：
25、
26、其中，y取代基为中的至少一种；m和n均为0～50的整数，且n＞m。
27、通过选择特定结构的双端羟基聚苯醚，有利于进一步提升聚苯砜树脂的玻璃化温度，降低其介电常数。
28、在本专利技术的一些实施例中，所述y取代基为
29、在本专利技术的一些实施例中，所述m和n之和为0～50的整数。
30、在本专利技术的一些具体实施例中，所述m和n之和为1～30的整数。
31、本专利技术的第二方面提供一种上述聚苯砜树脂的制备方法，包括如下步骤：
32、将4,4’-二氯二苯砜、双酚类单体和非质子极性溶剂混合溶解，加入成盐剂和带水剂，进行成盐反应、聚合反应，得到聚苯砜树脂；
33、所述双酚类单体为3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚、双端羟基聚苯醚。
34、在本专利技术的一些实施方式中，所述4,4’-二氯二苯砜与双酚类单体的用量摩尔比为(0.7～1.3):1。
35、在本专利技术的一些实施方式中，所述双酚类单体与成盐剂的用量摩尔比为1:(0.8～1.6)。
36、在本专利技术的一些实施例中，所述4,4’-二氯二苯砜与双酚类单体的用量摩尔比为1:1。
37、在本专利技术的一些实施例中，所述双酚类单体与成盐剂的用量摩尔比为1:(1～1.5)。
38、在本专利技术的一些具体实施例中，所述双酚类单体与成盐剂的用量摩尔比为1:(1.2～1.3)。
39、在本专利技术的一些实施方式中，所述成盐反应温度为120～180℃。
40、在本专利技术的一些实施例中，所述成盐反应的温度为130～170℃。
41、在本专利技术的一些具体实施例中，所述成盐反应的温度为160～170℃。
42、在本专利技术的一些示例中，所述成盐反应的温度为125℃、130℃、140℃、160℃、165℃。
43、在本专利技术的一些实施方式中，所述聚合反应温度为160～250℃。
44、在本专利技术的一些实施例中，所述聚合反应温度为160～230℃。
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【技术保护点】
1.一种聚苯砜树脂，其特征在于，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：
2.根据权利要求1所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为40～45mol％；
3.根据权利要求1所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述双端羟基聚苯醚的数均分子量为800～8000。
4.根据权利要求1或3所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述双端羟基聚苯醚具有如式1所示的结构：
5.一种权利要求1～4任一项所述聚苯砜树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述4,4’-二氯二苯砜与双酚类单体的用量摩尔比为(0.7～1.3):1；
7.根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于，所述成盐反应温度为120～180℃；
8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述聚合反应后还经过沉淀、洗涤、干燥；
9.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述非质子极性溶剂为环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺中
10.一种权利要求1～4任一项所述聚苯砜树脂在医疗器械、航天航空、电子器件、汽车领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯砜树脂，其特征在于，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：
2.根据权利要求1所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联苯二酚的摩尔百分比为40～45mol％；
3.根据权利要求1所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述双端羟基聚苯醚的数均分子量为800～8000。
4.根据权利要求1或3所述聚苯砜树脂，其特征在于，所述双端羟基聚苯醚具有如式1所示的结构：
5.一种权利要求1～4任一项所述聚苯砜树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟浩，柯婷，洪仰婉，钟本镔，王飞，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：
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