[发明专利]聚醚酮酮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚醚酮酮及其制备方法，该聚醚酮酮的制备方法，通过控制各分步反应的反应温度，分步加入对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯及对苯二甲酰氯，且第一次加入对苯二甲酰氯的量与间苯二甲酰氯的量相同，从而能够控制聚醚酮酮中各单体的排布情况，在第一温度下，聚合反应进行缓慢，而在第二温度下，反应速率较快，通过上述的聚醚酮酮的制备方法，得到的聚醚酮酮单体排布规整性相对于传统一锅法制备的聚醚酮酮有显著的提升，聚醚酮酮的结晶度及结晶速率相比传统制备方法也有显著的提高。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚醚酮酮及其制备方法。

背景技术

聚醚酮酮(poly(ether-ketone-ketone)，简称PEKK)是一种新型特种工程塑料，被誉为“金字塔顶尖”的材料，具有优异的机械性能、自润滑性、抗化学腐蚀性、耐高温性和抗辐射性等，同时作为一种热塑性半结晶性材料，成型加工方式多，可塑性强，在化工防腐、航空航天、电子电器、汽车、医疗器械等领域均有着极高的需求。

聚醚酮酮的合成一般是由三个单体：二苯醚、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯按照一定的比例在路易斯酸做催化剂的条件下发生傅克酰基化反应，聚合成一定分子量的聚醚酮酮。聚醚酮酮的主链重复单元由醚键、酮键、苯环组合，其中醚键与酮键比例为1：2，因此刚性较强。由于间苯二甲酰氯单体的引入，虽然聚醚酮酮的熔点下降，同时加工温度也下降，但是相对的其结晶速率变慢，结晶度也下降，导致它的机械强度下降，内应力也需要通过后期长时间退火消除，这大大的增加了加工的成本，降低了生产的效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有高规整度及高结晶度的聚醚酮酮及其制备方法。

本发明的一个方面，提供了一种聚醚酮酮的制备方法，包括如下步骤：

将路易斯酸、路易斯碱及二苯醚在第一温度下搅拌均匀，得到第一反应液；

在所述第一温度下将第一对苯二甲酰氯溶液加入至所述第一反应液中，升温至第二温度反应，得到第二反应液；

将所述第二反应液降温至所述第一温度，在所述第一温度下将间苯二甲酰氯溶液加入至所述第二反应液中，升温至所述第二温度反应，得到第三反应液；

将所述第三反应液降温至所述第一温度，在所述第一温度下将第二对苯二甲酰氯溶液加入所述第三反应液，升温至所述第二温度反应，淬灭；

其中，所述第一温度为-20℃～0℃；所述第二反应温度为10℃～30℃；所述第一对苯二甲酰氯溶液及所述第二对苯二甲酰氯溶液中的对苯二甲酰氯的物质的量之和与所述二苯醚及所述间苯二甲酰氯的物质的量的比值为(60～80)：100：(20～40)；所述第一对苯二甲酰氯溶液及所述第二对苯二甲酰氯溶液中的对苯二甲酰氯与所述间苯二甲酰氯的物质的量等于所述二苯醚的物质的量；所述第一对苯二甲酰氯溶液中对苯二甲酰氯的物质的量与所述间苯二甲酰氯的物质的量相等。

上述聚醚酮酮的制备方法，通过分步加入间苯二甲酰氯及对苯二甲酰氯，且第一次加入与间苯二甲酰氯等量的对苯二甲酰氯，控制各分步反应的反应温度，从而能够控制聚醚酮酮中各单体的排布情况，通过上述的聚醚酮酮的制备方法，得到的聚醚酮酮单体排布规整性相对于传统一锅法制备的聚醚酮酮有显著的提升，聚醚酮酮的结晶度及结晶速率相比传统制备方法也有显著的提高。

在其中一些实施例中，所述间苯二甲酰氯溶液、所述第一对苯二甲酰氯溶液及所述第二对苯二甲酰氯溶液的溶剂各自独立地选自1，2-二氯乙烷、二氯甲烷及邻二氯苯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述路易斯酸选自无水氯化铝、氯化锂、氯化铁、氯化锌、四氯化锡及四氯化钛中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述路易斯碱选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺中的至少一种。