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JP-2026077575-A - 芳香族複素環重合体粉体の製造方法

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Abstract

【課題】本開示は高分子材料技術分野に属し、具体的に芳香族複素環重合体粉体の製造方法を提供する。 【解決手段】本開示で提供される製造方法は、芳香族複素環重合体粉体の製造方法であって、芳香族複素環重合体溶液を、同時に冷却とせん断処理とを行い、前記芳香族複素環重合体粉体を得るステップ、を含み、前記冷却は初期温度が２００～２５０℃であり、目標温度が－２０～５０℃であり、前記芳香族複素環重合体溶液の溶剤はスルホランである。同時に冷却とせん断処理とを行うことにより、相転移過程において細分化され、芳香環重合体混合物を、形態が均一で粒径分布が狭い芳香環重合体粉体又は粉体シートに直接製造する。従来の工程での破砕、粉砕過程における機械的摩擦による機械的不純物を回避し、直接純粋な粉体を得ることができ、製品の品質を向上できる。 【選択図】図４

Inventors

  • 党国▲棟▼
  • 李▲輝▼
  • ▲孫▼海▲きゅう▼
  • ▲孫▼健
  • ▲孫▼博

Assignees

  • 山▲東▼浩然特塑股▲ふん▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20250911
Priority Date
20241025

Claims (10)

  1. 芳香族複素環重合体粉体の製造方法であって、芳香族複素環重合体溶液を同時に冷却とせん断処理を行い、前記芳香族複素環重合体粉体を得るステップ、を含み、 前記冷却は、初期温度が２００～２５０℃であり、目標温度が－２０～５０℃であり、前記芳香族複素環重合体溶液の溶剤はスルホランである、製造方法。
  2. 前記芳香族複素環重合体溶液における芳香族複素環重合体は、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及び重合体Ａのうちの１種又は２種以上を含み、前記重合体Ａは式１で表す構成を有し、 ここで、Ｒ １ とＲ ２ は、独立に、ハロゲン、アミノ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、エーテル基、チオエーテル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、アルカリ金属スルホン酸塩基、アルキルスルホン酸エステル基、アルキルリン酸エステル基、アミン基、及び４級アンモニウム基のうちの１種又は２種以上を含み、ｅは、０～４の整数であり、ｎは、１～３００の整数である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記重合体Ａは、ポリフェニレンスルホン及び／又はポリスルホンを含む、請求項２に記載の製造方法。
  4. 前記芳香族複素環重合体溶液における芳香族複素環重合体の含有量は、５～５０質量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法。
  5. 前記芳香族複素環重合体溶液は、塩及び／又は塩基をさらに含み、 前記芳香族複素環重合体溶液における塩及び／又は塩基の含有量は、５～１５質量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法。
  6. 前記せん断は、モータ周波数が１０～１００Ｈｚであり、時間が、１０～１２０ｍｉｎである、請求項１に記載の製造方法。
  7. 前記冷却速度は、５～３０℃／ｍｉｎである、請求項１に記載の製造方法。
  8. 芳香族複素環重合体溶液と分散剤とを混合するステップをさらに含み、 前記分散剤は、水、液状アルコール、液状エーテル、及び液状エステルのうちの一種または２種以上を含む、請求項１に記載の製造方法。
  9. 前記液状アルコールは、メタノール、エタノール、及びイソプロパノールのうちの１種または２種以上を含み、 前記液状エーテルは、メチルエーテル、エチルエーテル、ｎ－プロピルエーテル、及びイソプロピルエーテルのうちの１種又は２種以上を含み、 前記液状エステルは、ギ酸エチル、酢酸エチル、及びプロピオン酸ブチルのうちの１種または２種以上を含む、請求項８に記載の製造方法。
  10. 前記分散剤と芳香族複素環重合体溶液との質量比率は、１：１～１０であり、 前記混合の温度は、０～１５０℃である、請求項８又は請求項９に記載の製造方法。

Description

本開示は、高分子材料技術分野に属し、具体的に芳香族複素環重合体粉体の製造方法に関する。 芳香族複素環重合体とは、高分子主鎖が複素環又は芳香族複素環構造を主体とする重合体である。このような重合体は、高耐熱性、高強度、高弾性率、優れた電気絶縁性、並びに耐放射線性及び化学媒体耐食性等の優れた性能を有する。芳香族複素環重合体は、その優れた性能により、電子業界、建築業界、自動車業界、化学工業業界、航空宇宙及び医薬業界等の様々な分野において、広範な応用展望を示している。 現在、芳香族複素環重合体を処理する際に、通常は、順次に分散、粉砕の方法を用い、具体的には、加圧または自然流下の方法により、分散剤中に細い条状に引き伸ばすか、或いは篩板を通じた自然落下または加圧噴射により分散剤中に入り、類球状の固体に凝固された後、破砕機、粉砕機での処理によって、シート状、顆粒状又は塊状の粉末製品となる。しかしながら、上述した方法で得られた製品は、粒径の大きさが異なり、粒径分布範囲が０．１～１０００μｍと広いため、洗浄効率が低く、残留の除去が難しく、堆積密度が小さいなどの弊害が生じる。 本開示の実施例又は既存の技術における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例に必要な図面について簡単に説明するが、以下の説明における図面は、本開示の実施例のいくつかに過ぎず、当業者にとっては、創造的な労力を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができることは明らかである。 既存の技術と本開示で提供される芳香族複素環重合体粉体の製造方法の工程フローとを比較する図である。実施例１における塩含有ポリエーテルスルホン溶液の初期状態の実物図である。実施例１における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤を添加しない場合の中間状態の実物図である。実施例１における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤を添加しない場合の最終生成物の実物図である。実施例２における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤としてエタノールを添加した場合の中間状態の実物図である。実施例２における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤としてエタノールを添加した場合の最終生成物の実物図である。実施例３における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤として水を添加した場合の中間状態の実物図である。実施例３における塩含有ポリエーテルスルホン溶液に分散剤として水を添加した場合の最終生成物の実物図である。実施例７におけるで脱塩ポリエーテルスルホン溶液の初期状態の実物図である。 本開示は、芳香族複素環重合体粉体の製造方法であって、芳香族複素環重合体溶液に対して、同時に冷却とせん断とを行い、前記芳香族複素環重合体粉体を得るステップ、を含み、前記冷却は、初期温度が２００～２５０℃であり、目標温度が－２０～５０℃であり、前記芳香族複素環重合体溶液の溶媒は、スルホランである、製造方法を提供する。 本開示では、特に説明されない限り、すべての原料成分は当業者によく知られている市販品である。 本開示では、芳香族複素環重合体溶液における芳香族複素環重合体は、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、及び重合体Ａのうちの１種または２種以上を含み、前記重合体Ａは、式１で表される構造を有する。 ここで、Ｒ１とＲ２は、独立に、ハロゲン、アミノ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、エーテル基、チオエーテル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、イミド基、アルカリ金属スルホン酸塩基、アルキルスルホン酸エステル基、アルキルリン酸エステル基、アミン基、及び四級アンモニウム基のうちの１種又は２種以上を含んでもよく、具体的な実施例では、ハロゲン基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルケニル基、アリール基であってもよい。ｅは、Ｒ１基の数であり、０～４の整数であってもよく、具体的な実施例では、１、２又は３であってもよい。ｎは、１～３００の整数であってもよく、具体的な実施例では、５０、１００又は２００であってもよい。前記重合体Ａは、ポリフェニレンスルホン及び／又はポリスルホンを含んでもよい。 本開示では、芳香族複素環重合体溶液における芳香族複素環重合体の含有量は、５～５０質量％であってもよく、具体的な実施例では、１０％、２０％、３５％又は４５％であってもよい。本開示では、芳香族複素環重合体溶液における芳香族複素環重合体の含有量は、上記範囲が好ましく、それは、溶媒系の重合において、重合体の含有量がいずれも溶媒の含有量を上回らないの方が、装置の取り扱いが容易となるためである。当該重合体の含有量が高すぎると、例えば、流動性が悪く、後処理に不利がある。また、無溶媒重合については、めったに採用されない。 本開示では、前記芳香族複素環重合体溶液は、芳香族複素環重合体重溶液、芳香族複素環重合体生成物系、又は脱塩芳香族複素環重合体生成物系であってもよい。前記芳香族複素環重合体溶液が芳香族複素環重合体生成物系である場合、前記芳香族複素環重合体溶液中に、塩及び／又は塩基をさらに含んでもよい。前記塩は、有機塩及び／又は無機塩を含む。前記有機塩は、例えば、フェノールナトリウム塩及び／又はフェノールカリウム塩を含む。前記無機塩は、例えば、アルカリ金属無機塩である。前記無機塩は、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムのうちの１種又は２種以上を含む。前記塩基は、例えば、水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムを含む。前記芳香族複素環重合体溶液における塩及び／又は塩基の含有量は、例えば、５～１５質量％であり、具体的な実施例では、６％、９％又は１２％であってもよい。本開示における脱塩芳香族複素環重合体生成物系とは、重合後、ポリアリールエーテルスルホン樹脂混合物中の反応により生成された塩と未反応の塩とが濾過装置により除去された残りの混合物と、スルホランに溶解した芳香族複素環重合体純品とを含む系である。 本開示では、前記芳香族複素環重合体生成物系の製造方法は、芳香族ジヒドロキシ、芳香族ジハロゲン、アルカリ性試薬、及びスルホランを混合して重合反応を行い、前記芳香族複素環重合体生成物系を得るステップを含む。 本開示では、前記芳香族ジヒドロキシルは、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカン、ジヒドロキシジフェニルスルホン、４、４’－ビフェニルジノール、及びジヒドロキシジフェニルエーテルのうち１種又は２種以上を含んでもよく、具体的な実施例では、４、４－ジヒドロキシジフェニルスルホンであってもよい。前記芳香族ジハロゲンは、４、４’－ジクロロジフェニルスルホン及び／又は４、４’－ジフルオロジフェニルスルホンを含んでもよく、具体的な実施例では、４、４’－ジクロロジフェニルスルホンであってもよい。前記芳香族ジヒドロキシ単体と芳香族ジハロゲン単体とのモル比率は、１～１．３であってもよく、具体的な実施例では、１．０２、１．１、又は１．１５であってもよい。前記アルカリ性試薬は、アルカリ金属無機塩及び／又は塩基を含んでいてもよく、前記アルカリ金属無機塩は、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムのうちの１種又は２種以上を含んでいてもよいく、前記塩基は、水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムを含んでもよい。前記アルカリ性試薬と芳香族ジヒドロキシ単体とのモル比率は、１～２．５であってもよく、具体的な実施例では、１．３、１．５、１．８、又は２であってもよい。 本開示では、重合反応の温度は、２００～２４０℃であり、具体的な実施形態では、２２０℃であってもよい。その時間は、４～９ｈであり、具体的な実施形態では、６ｈ又は８ｈであってもよい。 本開示では、前記脱塩芳香族複素環重合体生成物系の製造方法は、芳香族ジヒドロキシ、芳香族ジハロゲン、アルカリ性試薬、及びスルホランを混合して、重合反応及び脱塩処理を順次行い、前記脱塩芳香族複素環重合体生成物系を得るステップを含む。 本開示では、前記重合反応の原料及び反応条件は、上記と同様であるので、ここでは省略する。 本開示では、前記せん断のモータ周波数は、１０～１００Ｈｚであり、具体的な実施形態では、４０Ｈｚ、６０Ｈｚ又は８０Ｈｚであってもよい。その時間は、１０～１２０分であり、具体的な実施形態では、３０分、５０分、８０分又は１００分であってもよい。前記芳香族複素環重合体溶液の温度は、１００～２５０℃である場合、前記せん断は、窒素ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。前記芳香族複素環重合体溶液の温度は、－２０～１００℃である場合、前記せん断は、窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は空気雰囲気下で行ってもよい。前記窒素ガス環境、不活性ガス環境又は空気環境の気圧は、常圧であってもよい。前記せん断を行う装置は、ニーダー、混練機、ニーダー押出機、又は押出機であってもよい。前記芳香族複素環重合体溶液の容積と前記せん断を行う装置のキャビティ容積との比率は、１：１～１０であってもよく、具体的な実施形態では、１：３又は２：３であってもよい。上記のガス雰囲気を採用することで、重合体が１００℃を超える温度条件下で酸化による変色を防ぐことができる。 本開示では、冷却の初期温度は、２００～２５０℃であってもよく、具体的な実施形態では、２２０℃又は２４０℃であってもよい。目標温度は、－２０～５０℃であってもよく、具体的な実施形態では、－１０℃、０℃、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃又は５０℃であってもよい。冷却速度は、５～３０℃／ｍｉｎであってもよく、具体的な実施形態では、１０℃／分又は２０℃／ｍｉｎであってもよい。前記冷却装置は、外部循環冷却装置であってもよい。前記外部循環冷却装置の温度は、－４０～２５℃であってもよく、具体的な実施形態では、－２０℃、０℃又は２０℃であってもよい。 本開示では、さらに、芳香族複素環重合体溶液と分散剤とを混合するステップを含んでも良い。前記分散剤は、水、液状アルコール、液状エーテル、及び液状エステルのうちの１種又は２種以上を含んでもよい。前記液状アルコールは、メタノール、エタノール、及びイソプロパノールのうちの１種又は２種以上を含んでもよい。前記液状エーテルは、メチルエーテル、エチルエーテル、ｎ－プロピルエーテル、及びイソプロピルエーテルのうちの１種又は２種以上を含んでもよい。前記液状エステルは、ギ酸エチル、酢酸エチル、及びプロピオン酸ブチルのうちの１種又は２種以上を含んでもよい。具体的な実施例では、前記分散剤は、水及び／又は液状アルコールであってもよい。前記分散剤と芳香族複素環重合体溶液との質量比率は、１：１～１０であってもよく、具体的な実施例では、前記分散剤と芳香族複素環重合体溶液との質量比率は、１：２、１：５、１：８又は１：１～１０であってもよい。前記混合の温度は、０～１５０℃であってもよく、具体的な実施例では、８０℃、１００℃又は１２０℃であってもよい。本開示では、前記分散剤の作用は、重合体の付着による塊状化し、粉砕が困難となることを防止することにある。 本開示では、前記せん断後、さらに、順次に行う洗浄と乾燥を含んでもよい。前記洗浄は、洗浄釜で行ってもよい。前記洗浄の試薬は、水であってもよい。前記洗浄の回数は、４～１０回であってもよく、具体的な実施例では、６回であってもよい。前記単回洗浄の時間は、１～３ｈであり、具体的な実施例では、１．５ｈであってもよい。前記乾燥は、負圧下で乾燥であってもよい。 本開示では、前記芳香族複素環重合体粉体は、顆粒状又はシート状であってもよい。前記芳香族複素環重合体粉体の粒径は、１０００μｍ以下とすることができる。前記芳香族複素環重合体粉体は、片状である場合、粒径は、６００～１０００μｍとすることができ、具体的な実施例では、７００μｍ、８００μｍ又は９