[发明专利]主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂及其制备方法，属于高分子材料领域。 

背景技术

聚芳醚酮作为一种具有特殊结构的热塑性工程塑料，具有优异的机械力学性能，耐溶剂抗化学腐蚀性能、抗辐射性和阻燃性等。自上世纪七十年代ICI公司推出商品化的PEEK树脂以来，为了进一步扩大聚芳醚酮树脂的应用领域，研究者从众多方面尝试对其进行了改性研究，其中，聚芳醚酮树脂的耐高温性以及溶解性是研究较多的领域之一。 

中国专利CN85108751公开了以酚酞双酚单体与4,4’-二卤二苯酮单体缩聚制得的无定型聚芳醚酮(PEK-C)，其结构式如下： 

； 

该专利中，虽然酚酞双酚单体中大的Cardo侧基赋予聚合物分子链一定的刚性和良好的溶解加工性能，聚合物的玻璃化转变温度为228℃，但随着科技的发展，人们迫切需要具有更高耐热性的聚合物，该聚芳醚酮的玻璃化转变温度在一定程度上限制了其应用范围。 

发明内容

为了进一步提高聚芳醚酮树脂的耐高温性，扩大其应用领域，本发明提供一种主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂及其制备方法。 

本发明提供一种主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂，该聚芳醚酮树脂的重均分子量为20000-75000，重复结构单元如下： 

式中，R为甲基、乙基、正丁基、异丁基、正己基、三氟甲基、环氧丙烷基、丙烯基、丙炔基、苯基、4-氟苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-炔基苯基或者4-氰基苯基； 

R₁，R₂，R₃，R₄相同或者不同，R₁，R₂，R₃，R₄为H、Br、I、C₁-C₆的支链烷基或者C₁-C₆的直链烷基； 

Ar为以下结构中的一种： 

、 、 、 、 、        、 、 、 或者 。 

本发明所制备的主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂的多分散性优选为1.0-2.5。 

所述的R优选为甲基、乙基、正丁基、丙烯基、环氧丙烷基、苯基或者4-炔基苯基。 

所述的Ar优选为  或者 。 

 本发明还提供一种主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂的制备方法，在惰性氛围中，将催化剂，带水剂，溶剂，摩尔比为1.0-1.1的活性双卤酮咔唑单体和双酚单体，加入到反应装置中，100℃-150℃回流带水，蒸出带水剂，升温至151℃-320℃进行缩聚反应，即得到主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂； 

所述的双酚单体的结构式为 、 、 、 、 、 、 、 、 或者 ； 

所述的活性双卤酮咔唑单体的结构式为： 

式中，R为甲基、乙基、正丁基、异丁基、正己基、三氟甲基、环氧丙烷基、烯丙基、丙炔基、苯基、4-氟苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或者4-氰基苯基； 

R₁，R₂，R₃，R₄相同或者不同，R₁，R₂，R₃，R₄为H、Br、I、C₁-C₆的支链烷基或者C₁-C₆的直链烷基； 

X为F或Cl。 

所述的溶剂优选为环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺或者N,N’-二甲基亚砜。 

所述的催化剂优选为无水碱金属碳酸盐，更优选为无水碳酸钾。 

所述的带水剂优选为烷基苯或卤代苯，更优选为二甲苯或甲苯。 

所述的回流带水的时间优选为2-20小时，更优选为2-10小时。 

所述的缩聚反应温度优选为151℃-220℃，时间优选为3-30小时。 

本发明的有益效果： 

(1)本发明以增强主链刚性来提高聚合物的耐高温性能为目的，将含咔唑环结构的活性双卤酮单体与双酚单体进行高温亲核缩聚反应，制备出主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂；