一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺，在采用硫化钠与对二氯苯为原料，N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，在缩聚合成生产聚苯硫醚树脂的工艺流程中控制合成体系中水份的含量来提高聚苯硫醚树脂的纯度和白度以及颗粒的形状，以此来满足聚苯硫醚树脂后续产品的应用开发，使合成聚苯硫醚树脂的溶剂体系中原料Na2S、NMP、NaOH、H2O之间以一定的摩尔比存在于其中，在脱水处理阶段，将配方中的Na2S、NMP、NaOH等原材料过量一定的比例加入到普通反应釜中.在氮气置换出其中空气的条件下，在一定温度和压力以及搅拌下对合成聚苯硫醚树脂溶剂体系进行真空脱水处理，在经过采用快速水份测定仪检测其中的水份含量后，完成合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水处理工艺，同时需要一定温度和浓度的NaOH水溶液吸收脱水过程因硫化钠不稳定热分解出来的硫化氢气体，以保护其环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料树脂合成，尤其是聚苯硫醚树脂生产领域。
技术介绍
高性能聚苯硫醚具有优异得耐化学药品性和高温下的热稳定性，并具有阻燃、绝缘、耐辐射和良好的机械性能。为探索该材料的合成方法，是各国的研究者们一直在不断努力的寻求。在美国专利4761468中叙述了使用巯基和巯基金属盐等化学物质在合成聚苯硫醚树脂以后对聚苯硫醚树脂进行处理，从而降低聚苯硫醚树脂中氯元素的含量，然后将聚苯硫醚树脂通过改性应用于电子元件领域，其主要目的是提高聚苯硫醚材料的绝缘性能。其该专利技术是采用封端的方式来对低分子量的聚苯硫醚树脂进行处理，为此其巯基和巯基金属盐化合物的价格均比较高，从而增加聚苯硫醚树脂的成本。在美国专利4820801中叙述了使用一种还原剂处理合成后的聚苯硫醚树脂，从而降低聚苯硫醚树脂中的氯元素的含量，经过这样处理后的聚苯硫醚树脂作为电子封装材料，其目的是提高电子电器材料的电绝缘性能。其该专利技术也是采用封端的方式来对低分子量的聚苯硫醚树脂进行处理，为此其还原化合物的价格均比较高，从而增加合成聚苯硫醚树脂的成本。在中国专利申请：02113673.4中介绍了一种合成聚苯硫醚树脂的脱水工艺，包括将有水硫化钠、NMP溶剂、助剂和碱加入到反应器内加热共沸脱水；加热后的混合蒸汽经精馏分离出其中绝大部分N MP，并返回反应器内，其余的蒸汽经冷凝后再按常规方法回收剩余的NMP溶剂。该方法可减少溶剂的初r>始投入量20～30％，脱水液量减少70％左右，其中溶剂的含量亦由65％以上降至5～15％；能耗下降25％左右，有效降低NMP的初始投入量及回收工作量和能耗，大大减少了溶剂回收中的损耗，从而可有效降低最终产品的生产成本5％左右，克服了
技术介绍
溶剂初始投入量大，回收周期长且回收损耗大等弊病，虽然在其中介绍了能耗降低25％，但是与本专利技术的现有技术相比较，成本还是非常高的。在中国专利申请：201110046177.1中介绍了一种低氯薄膜级聚苯硫醚树脂合成工艺，在硫化钠脱水处理阶段采用压力为-0.3Mpa、120-130℃相对低温、氮气保护条件下，抽真空脱水成含水量为1.0-1.2mol/molNa2S的硫化钠溶液，其中并没有采用本专利技术的脱水工艺流程，完合没有氮气保护状态下的真空脱水，并且真空度较高，这样降低脱水能耗的同时，缩短脱水时间。就现有聚苯硫醚树脂合成技术来看，聚苯硫醚树脂合成之前的溶剂体系都是要经过脱水这一步，然而脱水工艺是千变万化的，但是采用本专利技术的脱水工艺流程的方式还是相对少见的，虽然美国Phillips公司和日本的聚苯硫醚树脂生产公司生产的聚苯硫醚树脂工艺流程中提及溶剂体系需要脱水，也在其中只说明溶剂体系脱水后溶剂体系中水分的含量是多少，但是并没有对脱水工艺流程进行一定的限定，为此，本专利技术为了从降低合成聚苯硫醚树脂的成本方面出发，通过工艺控制手段来实现降低聚苯硫醚树脂合成成本的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是研究一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺，在不增加合成聚苯硫醚树脂成本的前提下，通过合理选择工艺控制条件、原料、辅助材料来改善树脂的多分散系数和氧指数，降低聚苯硫醚树脂合成的成本，达到优化其电气绝缘性能的最终目的。本专利技术的目的是通过以下手段实现的。一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺，在采用硫化钠与对二氯苯为原料，N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，在缩聚合成生产聚苯硫醚树脂的工艺流程中需要控制合成体系中水份的含量来提高聚苯硫醚树脂的纯度和白度以及颗粒的形状，以此来满足聚苯硫醚树脂后续产品的应用开发，使合成聚苯硫醚树脂溶剂体系中原料Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶0.02～0.03∶3-3.5，其脱水工艺包含：1)、在硫化钠脱水处理阶段，按Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶0.02～0.03∶3～3.5的配比在普通反应釜中加入Na2S.3H2O、NMP、NaOH、H2O，采用高真空-0.09～0.097Mpa抽出反应釜中的空气，并加热到80～90℃，使Na2S充分溶解。2)、在压力为-0.06Mpa控制升温速度，将温度按0.5～1℃/min的速度，逐步缓慢上升到140～150℃，搅拌速度为300rpm或更高，脱水时间为3～4.5h，完成脱水。3)、在1)和2)的脱水过程中需要采用，13～20％wt50℃温热的NaOH水溶液吸收脱水过程因硫化钠不稳定热分解出来的硫化氢气体，提高硫化氢气体的吸收效率的同时保护其环境污染；4)、脱水完成后，通入氮气，使脱水釜恢复到常压状态，按照Na2S∶对二氯苯(p-DCB)摩尔比为1：0.98～1.5的比例加入对二氯苯进行升温聚合，完成聚苯硫醚的聚合反应。采用如上手段后，尤其是采用无氮气保护状态下的全真空过程的脱水工艺，降低了脱水温度，减少了硫化钠水解，在经过脱水后的混合液体系用于聚苯硫醚树脂的合成工艺工序，采用该溶剂体系合成的聚苯硫醚树脂的多分散系数较低且分子量分布很窄，以及数均分子量在3.7—4.8万之间，卤元素总含量通过合理的配比，可以控制在400-900之间的聚苯硫醚树脂树脂，一方面降低合成工艺工序的成本消耗，另一方面是降低溶剂回收工艺工序的成本消耗，还有一方面降低溶剂回收工艺的负荷，从而提高生产效率。脱水工艺能耗降低到原来的1/16～1/20采用以上工艺处理方法，使其合成的聚苯硫醚树脂的结晶度、白度、机械强度、熔融黏度、氧指数、多分散系数更为优异，本方法合成的聚苯硫醚树脂用于电子电器的绝缘材料，其树脂的绝缘性能更为优异，及其他性能得到进一步提高，使用温度和熔点都有不同程度地提高。本专利技术在-Ar-S-的分子结构的末端接上-Ar-M结构(M表示为氨基或钠离子)，在高分子材料的末端形成-Ar-S-Ar-M这样一种分子结构，而这些分结构可能是有序排列、无序排列、甚至通过加料来的控制分子结构——即封端式的分子结构，这样的目的是提高聚苯硫醚树脂树脂的电绝缘性能指标，采用本发明得到的聚苯硫醚树脂树脂用于注塑、挤塑成模制品，会提高模制品的电绝缘强度。在本专利技术中所加入的NaOH物质，其目的提高聚合反应体系的碱度，根据合成聚苯硫醚树脂机理，从而提高聚合反应的反应速度，有利于缩短合成聚苯硫醚树脂的时间，节约合成聚苯硫醚树脂的成本，有利于提高生产效率。附图说明图1氮气脱水与真空脱水(平均数字)脱水量对比表图2氮气脱水和真空脱水能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺，采用硫化钠与对二氯苯为原料，N？甲基？2？吡咯烷酮溶剂缩聚合成生产聚苯硫醚树脂，合成聚苯硫醚树脂溶剂体系中原料Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶0.02～0.03∶0.8？1.5，其脱水工艺包含：1)、在硫化钠脱水处理阶段，按Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶0.02～0.03∶3～3.5的配比在普通反应釜中加入Na2S.3H2O、NMP、NaOH、H2O，采用高真空？0.095～0.097Mpa抽出反应釜中的空气，并加热到80～90℃，使Na2S充分溶解；2)、在压力为？0.6～0.75Mpa控制升温速度，将温度按0.5～1℃/min的速度，逐步缓慢上升到140～150℃，搅拌速度为300rpm或更高，脱水时间为3～4.5h，完成脱水；3)、在1)和2)的脱水过程中需要采用，13～20％wt的NaOH水溶液吸收脱水过程因硫化钠不稳定热分解出来的硫化氢气体，提高硫化氢气体的吸收效率的同时保护其环境污染；4)、脱水完成后，通入氮气，使脱水釜恢复到常压状态，按照Na2S∶对二氯苯(p？DCB)摩尔比为1：0.98～1.5的比例加入对二氯苯进行升温聚合，完成聚苯硫醚的聚合反应。...

【技术特征摘要】
1.一种合成聚苯硫醚树脂溶剂体系的脱水工艺，采用硫化钠与对二氯苯为原
料，N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂缩聚合成生产聚苯硫醚树脂，合成聚苯硫醚树脂
溶剂体系中原料Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶0.02～0.03∶
0.8-1.5，其脱水工艺包含：
1)、在硫化钠脱水处理阶段，按Na2S：NMP：NaOH：H2O之间的摩尔比为1.0∶3.9∶
0.02～0.03∶3～3.5的配比在普通反应釜中加入Na2S.3H2O、NMP、NaOH、H2O，
采用高真空-0.095～0.097Mpa抽出反应釜中的空气，并加热到80～90℃，使
Na2S充分溶解；
2)、在压力为-0.6～0.75Mpa控制升温速度，将温度按0.5～1℃/min的速度，
逐步缓慢上升到140～150℃，搅拌速度为300rpm或更高，脱水时间为3～4.5h，
完成脱水；
3)、在1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，邓文皓，龚海明，周鹏，韦霞，张勇，
申请(专利权)人：四川得阳化学有限公司，四川得阳特种新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：