[发明专利]一种低温缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的方法

摘要

本发明一种低温缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的方法，属于化工材料技术领域。公开了一种以对苯二甲酰氯和对苯二胺为原料，N，N-二甲基咪唑啉酮为溶剂，利用低温溶液缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的方法。其工艺流程主要包括三部分：原料的预处理、溶剂体系的合成以及树脂的制备。本发明与现有技术相比具有以下优点：溶剂体系的溶解性能好；碱金属或碱土金属的氯化物的用量少，易于洗涤金属离子；对人体无刺激性和致癌性，操作环境友好；大大降低了溶剂的回收难度，优化了回收过程，可以获得较高比浓对数粘度的PPTA树脂。

主权项

1.一种低温缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺树脂的方法，本发明以TPC和PPD为原料，DMI为溶剂，利用低温溶液缩聚法制备PPTA树脂的方法，所进行的反应方程式如下：其特征在于其工艺流程主要包括三部分：原料的预处理、溶剂体系的合成以及树脂的制备，按照下述步骤进行：一、原料的预处理过程：(1)单体的纯化：①PPD的纯化：将PPD粉末加入升华装置中，启动真空泵，待压力降到小于800Pa时，硅油浴加热，进行减压升华，重复升华操作2次；将升华后的PPD固体粉末取出并加入到蒸馏装置中，启动真空泵，待压力降到小于800Pa时，硅油浴加热下进行减压蒸馏；蒸馏结束后，取出固体馏分，避光密封保存备用；②TPC的纯化：在上述装置下，将TPC粉末加入圆底烧瓶，启动真空泵，待压力降到小于800Pa时，硅油浴加热，进行减压蒸馏，重复蒸馏操作2次，取出固体馏分，密封保存备用；(2)溶剂的脱水：依次向干燥的圆底烧瓶中加入质量比为50∶1～100∶1的溶剂DMI和氢化钙固体粉，启动真空泵，待压力降到0～800Pa，进行减压蒸馏，减压蒸馏速度为12～60滴/h，将脱水后的溶剂密闭保存备用；(3)碱金属或碱土金属的氯化物的干燥脱水：碱金属或碱土金属的氯化物研磨成粉末后于马弗炉加热焙烧，加热温度300～700℃；加热时间0.5～6h；其中所述的碱金属或碱土金属的氯化物为氯化钙，氯化锂，氯化铝，氯化钾，氯化镁中的一种或几种的混合物；(4)氮气的干燥过程：开启氮气钢瓶阀门，氮气出来后依次经过甘油鼓泡装置，KOH干燥塔，氯化钙干燥塔，变色硅胶干燥塔最后经缓冲瓶导入反应体系；二、溶剂体系的合成：将氮气通入干燥的四口烧瓶，排完瓶内空气后，加入脱水后的DMI和干燥后的碱金属或碱土金属的氯化物粉末，其中DMI与碱金属或碱土金属的氯化物的质量比为10∶1～150∶1；充分摇匀，使其完全溶解，放入氮气保护的干燥器内待用；三、树脂的具体制备方法如下：在反应容器中，通入已经的干燥的氮气，加入脱水后的溶剂体系，在搅拌下加入提纯后的对苯二胺粉末，完全溶解，使得对苯二胺的摩尔浓度为0.2～1.5mol/L；用冰盐浴冷却至-15℃～10℃；向冷却后溶液中加入三正丁胺(TBA)，使得三正丁胺与对苯二胺摩尔比为0.5～2.0；然后加入对苯二甲酰氯粉末，使其与对苯二胺摩尔比为1.000～1.012；在温度-10℃～50℃下进行反应；总反应时间为1～5h；反应体系凝胶化后，迅速加快搅拌速度至1000～8000r/min；待反应物成玉米屑状，停止搅拌，50～80℃熟化2h；水洗至中性，常压120℃下干燥5h，得到淡黄色聚合物粉末。