一种制备树脂的快速出料方法技术

技术编号:7228446 阅读:181 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种制备树脂的快速出料方法,其步骤包括:(1)聚合反应结束后直接向高温溶液中滴加不良溶剂A,让聚合物从反应体系中沉淀析出,变成聚合物胶状液;滴加溶剂速度为10-500ml/min;过程中加大搅拌速度使得聚合物胶状液均匀分散;(2)继续搅拌并向此混合物中再加入一定量的不良溶剂B,或者与前面加入的不良溶剂相同的溶剂A,使得聚合产物体系与不良溶剂形成分散均匀的悬浮液体混合物;(3)将悬浮物固液分离,得到所需要的聚合物粉末粗产品;(4)将粗产品进行精制,干燥。此出料方法的优点在于:实现了快速出料,避免在出料过程中树脂粘度的变化;通过工艺控制得到尺寸均匀的聚合物粉末;解决了反应釜壁粘料的问题,提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,特别是制备高性能树脂的快速出料方法。
技术介绍
许多树脂如聚芳醚酮树脂具有耐高温、高强度、耐辐射等优点,因而广泛应用于汽车、设备等领域,但其树脂的聚合反应温度常在300°C以上,需要用到高温溶剂如二苯砜等, 其他溶剂都无法适应。无论采用何种溶剂来合成,在缩聚反应结束后都需要将反应产物洗涤并分离出,将反应溶剂、无机盐、残留单体和其他化合物从中脱除。其中,最难洗涤除掉的是碱金属卤化物和碱土金属卤化物,这些聚合物中残留的高含量副产物或溶剂会导致最终产物在成型各种挤出模塑件中存在技术缺点,如高含量副产物或溶剂在表面上形成条纹, 造成异味困扰,导致气泡和降低材料的机械性能。此外,某些副产物具有潜在毒性并可能造成健康损害,由于这些原因,通常将聚合物中的挥发性组分脱除到低于0. 1%的残余含量, 在某些情况下,还要脱除到在PPm范围的残余含量,因此后处理通常需要非常多时间和大量溶剂洗涤。对产物后处理工艺上的改进,主要有以下几个方面1、可利用合适的溶剂对聚合物进行洗涤,亦可采用升高温度和压力的方式洗涤(W0 02/096974,CN 200510082627.7); 2、通过在反应混合物固化之前过滤来分离无机盐(US 5357040,US 5288834, EP-A-(^97363),不过,由于其所要求的低粘度而需要大量的反应溶剂,但除去上述溶剂的耗费极为昂贵;3、通过喷雾干燥脱除反应溶剂要将溶剂完全加热蒸发脱除,也是非常昂贵的;4、另外一种是通过挤出机中脱气,却不能完全脱除反应溶剂,而且在350°C 420°C的常规加工温度下,在挤出机种脱气所需的停留时间过长,致使聚合物容易受到热损害。中国专利200610005142. 2公开了一种湿法粉碎的工艺,采用湿法粉碎反应混合物,然后通过在加压抽取器中萃取和过滤湿法粉碎的产物。这种后处理方法仍然存在诸多问题,如粉碎或研磨,将材料转移到研磨机,从研磨机转移到洗涤容器,并进一步转移到干燥器等方面的高昂费用,产物损失和污染等问题。此外,这种设备和空间相互分开的后处理工艺步骤存在危险,即由反应器排出物的干燥组分形成危险的粉尘-空气混合物,造成不必要的爆炸危险。目前生产中大多采用此种工艺。在聚合后期加入沉淀剂的方法可以避免聚合物粉碎过程,这种方法在前人的研究中也有提及,如美国专利US 847963和US 4113699A中提到聚醚醚酮反应聚合物可通过冷却反应体系或加入聚合物的非溶剂导致聚合物沉淀,加入氯仿终止反应。而专利CN 02824784. 1采用在有水的存在下进行聚合得到粒子尺寸为50 μ m甚至更小的尺寸的聚醚酮。中国专利20101(^83079. 5公开了一种聚芳醚腈的树脂粉末的制备方法,通过在反应后加入沉淀剂使反应物沉淀。以上研究证明加入沉淀剂的方法制备粉末树脂是可行的。但现有树脂后处理工艺存在的能量消耗大、处理效果不好的缺点,另外如何控制加入沉淀剂的工艺条件,既可以达到出料快速,粒子尺寸可控,同时又能提高煮料效果也是较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产效率高、能耗节省、生产成本低的后处理方法,通过对控制后处理工艺,获得特定粒径尺寸的树脂粉末。本专利技术所述制备树脂的快速出料方法,包括以下几个步骤(1)首先在聚合反应结束后直接向高温溶液中滴加不良溶剂A,让聚合物从反应体系中沉淀析出,变成聚合物胶状液;滴加溶剂速度为10-500ml/min ;加大搅拌速度使得聚合物胶状液均勻分散,搅拌速度优选为10 3000 r/min ;(2)继续搅拌并向此混合物中再加入一定量的不良溶剂B,或者与前面加入的不良溶剂相同的溶剂A,使得聚合产物体系与不良溶剂形成悬浮液体混合物; (3)将悬浮物固液分离,得到所需要的聚合物粉末粗产品;(4)将粗产品进行精制,干燥。所获得的树脂粉末粒径尺寸分布均勻,粒子尺寸是50-1000um,所述产品的精制工艺过程比常规粉碎方法减少了清洗次数。所述高性能树脂包含聚芳醚酮类、聚芳醚类、聚砜类;聚合反应采用的溶剂是二苯砜,二甲基亚砜、二甲基砜、二乙基砜、二乙基亚砜、二异丙基砜、二苯砜、环丁砜或四甲基砜中的一种或几种的混合物,反应体系固体含量按重量百分比为5% 60%。不良溶剂A为水、乙醇、丙酮、二甲苯、苯、环丁砜、四氢呋喃或环己烷,优选水和乙醇,加入不良溶剂A溶剂的量按照比例为A :聚合所用溶剂=1:100 1:10,其目的是让聚合物溶液发生相分离,成胶状物。为了防止高温下滴加的溶剂蒸发产生高压,反应釜应设计足够耐高压35MPa,并设计专用恒压滴加溶剂口。不良溶剂B为水、乙醇、丙酮、二甲苯、甲苯或环丁砜,加入的溶剂与聚合所用溶剂的体积比为1:2 3:1,更优选为1:1 2:1。所述聚合反应搅拌桨是锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式、刮壁式、高剪切式、圆盘式、齿片式、螺带式搅拌浆、行星式搅拌桨或多层搅拌桨,搅拌桨的叶片是双叶、多叶片,平叶、折叶、弯叶,或采用不同形式的搅拌桨组合。滴加溶剂前搅拌转速范围是10 1000转/min,后处理过程中搅拌转速范围是 10 3000 转 /min ο聚合物粗产品用离心、过滤或浙滤的方法除去母液,粗产品用沸水或溶剂将聚合物中的盐和杂质在高温下多次提取精制,并干燥后得到产物。所得到的树脂粉末粒径尺寸分布均勻,粒子尺寸是50 lOOOum。本专利技术所述处理树脂粉末后处理工艺的优点如下1)后处理时间短,在后处理过程中聚合物粘度变化很小,提高了产品的均勻性;2)原有粉碎工艺是聚合物在大量水中由外向内冷却析出,粗产物呈多孔状,其中包含有很多溶剂,需要用大量水处理,所获得产物堆积密度小;而本专利技术所述工艺实际上是聚合物溶液在预先加入的溶剂A的作用下,聚合物本身和溶剂之间发生了相分离,使得聚合物从溶液中自然析出,产物堆积密度大,出料过程中用水量或溶剂量可控,过滤后母液中溶剂的浓度很高,大大减少了溶剂的浪费,节约了能耗;也可大大提高煮料效率;3)减少了粉碎步骤,从而避免了粉碎过程会引入铁杂质等,减少粉碎过程中产生大量的烟雾、粉碎机产生大量噪音等问题,可大大改善车间环境;而且反应釜中所有聚合物全部沉淀析出,直接用水冲洗,避免了反应釜中产物的残留,也避免了多次聚合后对反应釜进行清洗的大量繁琐工程;4)原有工艺中聚合固含量一般不能超过15%,否则由于产物粘度很大,聚合物不能顺利从反应釜中放出,而本专利技术工艺中聚合物的固含量大大提高,可达到60%,不会影响出料,因此溶剂使用量少,从而更进一步地达到节约成本的目的;因此,本专利技术所述出料工艺不仅大大提高了生产效率,提高了产率,提高了产品的品质,节省了能耗,降低了生产成本,同时改善了车间环境,具有一举多得的效果。附图说明图1为本专利技术所述树脂粉末后处理工艺处理的产物颗粒显微放大图片; 图2为原有技术所述树脂粉末后处理工艺处理的产物颗粒显微放大图片。具体实施例方式以下引入具体实施例来对本专利技术进行进一步描述,但这些具体实施例并不是对本专利技术进行限制。实施例1 (固含量约15%) 聚合过程在装有温度计、通氮气管、冷凝分水器、锚式搅拌器的四口反应釜中,先加入精制环丁砜50Kg,然后加入6. 67Kg4, 4 ‘- 二氟二苯甲酮和3. 303Kg对苯二酚,待其全部溶解并待温度升到80°C时本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:饶先花曹民代惊奇苏成晓赵东辉曾祥斌刘奇祥蔡彤旻
申请(专利权)人:金发科技股份有限公司上海金发科技发展有限公司珠海万通化工有限公司
类型:发明
国别省市:

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