一种芳族砜聚合物及其聚合方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种芳族砜聚合物及其聚合方法和应用。

背景技术：

1、芳族砜聚合物属耐高温透明热塑性工程塑料，具有突出的热性能、优良的耐化学性、出色的高温抗蠕变性，优异的尺寸稳定性、极低的烟雾和有毒气体排放，以及优越的耐热水、过热蒸汽和良好的电性能。随着芳族砜聚合物材料开发的日趋完善，其应用范围也越来越广，在航空航天、医疗卫生、食品、家用电器、电子电器、能源化工应用领域均有适用性。

2、但是，在高性能涂层应用方面，芳族砜聚合物以其耐高温、耐腐蚀、具有良好的安全性等优势，广泛应用于不沾锅涂层、家用电器、塑胶机械等领域。然而，在实际使用过程中，往往由于与底层金属的附着力或涂层自身硬度不足导致涂层易剥落，研究人员通常改善涂层配方来提升涂层性能，但效果有一定局限性，本专利从树脂结构出发，通过在芳族砜聚合物聚合过程添加微量的多羟苯基交联剂，实现分子结构的微交联，可有效提高芳族砜聚合物的涂层性能，尤其是硬度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种涂层硬度高、涂层附着力高、外观好的芳族砜聚合物。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种交联芳族砜聚合物，芳族砜聚合物含有交联的芳族砜聚合物，通过交联剂实现芳族砜聚合物的交联，以芳族砜聚合物的总重量计，交联的芳族砜聚合物占1.0-2.7wt%，其中，交联剂为多羟苯基交联剂。

4、优选的，交联芳族砜聚合物中交联物占总重量的1.5-1.9wt%。

5、所述交联聚合物的比例通过凝胶渗透色谱（gpc）测定，测试方法：使用聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯为标准品，以四氢呋喃或n ,n-二甲基甲酰胺或氯仿为流动相，聚合物浓度为0.1~10 mg/ml，利用凝胶渗透色谱仪测定聚合物的相对分子量。将gpc（凝胶渗透色谱）测试数据结果中的dwt/d(lgmw)与lgmw的数据对应关系利用origin软件作图，其中横坐标为lgmw、纵坐标为dwt/d(lgmw)，纵坐标起始点为0。依据origin软件中的数据积分功能，重均分子量分布曲线与横坐标所形成的区域面积sm为1，优先流出的单峰为所述交联聚合物的峰，积分计算峰面积t，总面积为t0，t/t0即为交联聚合物占总聚合物链的比例。

6、所述的芳族砜聚合物的分子量范围是mw=3.5万-10万。

7、所述的芳族砜聚合物由酚类单体和砜类单体聚合得到，酚类单体选自4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-联苯二酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷的至少一种；所述砜类单体选自4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、双-（4-氯苯砜基）联苯的至少一种。

8、所述的多羟苯基交联剂选自三(4-羟基苯基)甲烷、四(4-羟基苯基)甲烷中的至少一种。

9、本发明的芳族砜聚合物的聚合方法，包括以下步骤：在惰性气体保护的反应釜中定量加入溶剂、酚类单体、砜类单体、成盐剂、共沸剂，采用溶液缩聚方法，在180-210℃之间保持4-6h，反应过程中共沸剂通过共沸不断排出反应水，直到无水排出后，成盐反应结束，蒸出共沸剂；蒸出共沸剂之后，反应体系升温至230-240℃，保持2-3h后，加入多羟苯基交联剂，继续反应0.5-1h，聚合反应结束；停止搅拌和加热，将上述聚合物物料在水中沉析成条，经破碎机粉碎后得到粉末状物料，后处理得到芳族砜聚合物。

10、溶剂选自环丁砜，成盐剂选自碳酸钠、碳酸钾中的至少一种，共沸剂选自甲苯、二甲苯中的至少一种，惰性气体选自氮气、氦气中的至少一种。

11、所述的多羟苯基交联剂选自三(4-羟基苯基)甲烷、四(4-羟基苯基)甲烷中的至少一种。

12、多羟苯基交联剂剂摩尔量为砜类单体总摩尔量的0.06-0.13倍；溶剂的加入量为反应单体总重量的1.5-3倍；成盐剂摩尔量为双酚单体总摩尔量的1.02-1.5倍；共沸剂的加入量为反应单体总重量的0.1-0.3倍。

13、本发明的芳族砜聚合物的应用，用于制备不沾锅涂层、家用电器、塑胶机械。

14、本发明具有如下有益效果：

15、本发明通过多羟苯基交联剂，可通过亲核取代反应，与芳族砜聚合物的氯苯端基进行亲核取代交联反应，不同分子链在交联剂作用下连接形成多元星型聚合物，在提升涂层硬度性能同时可保持优异的外观性能。

技术特征：

1.一种交联芳族砜聚合物，其特征在于，芳族砜聚合物含有交联的芳族砜聚合物，通过交联剂实现芳族砜聚合物的交联，以芳族砜聚合物的总重量计，交联的芳族砜聚合物占1.0-2.7wt%，其中，交联剂为多羟苯基交联剂。

2.根据权利要求1的交联芳族砜聚合物，其特征在于，交联芳族砜聚合物中交联物占总重量的1.5-1.9wt%。

3.根据权利要求1的交联芳族砜聚合物，其特征在于，所述的芳族砜聚合物的分子量范围是mw=3.5万-10万。

4.根据权利要求1的交联芳族砜聚合物，其特征在于，所述的芳族砜聚合物由酚类单体和砜类单体聚合得到，酚类单体选自4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-联苯二酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷的至少一种；所述砜类单体选自4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、双-（4-氯苯砜基）联苯的至少一种。

5.根据权利要求1的交联芳族砜聚合物，其特征在于，所述的多羟苯基交联剂选自三(4-羟基苯基)甲烷、四(4-羟基苯基)甲烷中的至少一种。

6.权利要求1-5任一项所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气体保护的反应釜中定量加入溶剂、酚类单体、砜类单体、成盐剂、共沸剂，采用溶液缩聚方法，在180-210℃之间保持4-6h，反应过程中共沸剂通过共沸不断排出反应水，直到无水排出后，成盐反应结束，蒸出共沸剂；蒸出共沸剂之后，反应体系升温至230-240℃，保持2-3h后，加入多羟苯基交联剂，继续反应0.5-1h，聚合反应结束；停止搅拌和加热，将上述聚合物物料在水中沉析成条，经破碎机粉碎后得到粉末状物料，后处理得到芳族砜聚合物。

7.根据权利要求6所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，溶剂选自环丁砜，成盐剂选自碳酸钠、碳酸钾中的至少一种，共沸剂选自甲苯、二甲苯中的至少一种，惰性气体选自氮气、氦气中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，所述的多羟苯基交联剂选自三(4-羟基苯基)甲烷、四(4-羟基苯基)甲烷中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的芳族砜聚合物的聚合方法，其特征在于，多羟苯基交联剂摩尔量为砜类单体总摩尔量的0.06-0.13倍；溶剂的加入量为反应单体总重量的1.5-3倍；成盐剂摩尔量为双酚单体总摩尔量的1.02-1.5倍；共沸剂的加入量为反应单体总重量的0.1-0.3倍。

10.权利要求1-5任一项所述的芳族砜聚合物的应用，其特征在于，用于制备不沾锅涂层、家用电器、塑胶机械。

技术总结本发明公开了一种交联芳族砜聚合物，芳族砜聚合物含有交联的芳族砜聚合物，通过交联剂实现芳族砜聚合物的交联，以芳族砜聚合物的总重量计，交联的芳族砜聚合物占1.0‑2.7wt%，其中，交联剂为多羟苯基交联剂。本发明通过多羟苯基交联剂，可通过亲核取代反应，与芳族砜聚合物的氯苯端基进行亲核取代交联反应，不同分子链在交联剂作用下连接形成多元星型聚合物，在提升涂层硬度性能同时可保持优异的外观性能。技术研发人员：高红军,陈平绪,叶南飚,孙学科,游畅,黎杰良,李东威,姜苏俊受保护的技术使用者：珠海万通特种工程塑料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18