專利名稱：有效降低聚醚醚酮中金屬含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚醚醚酮(PEEK)的純化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在常溫常壓下
提純聚醚醚酮的方法，從而顯著地降低聚醚醚酮中的金屬含量。
二、 背景技術(shù)-
聚醚醚酮(PEEK)是一種新型的芳香族熱塑性工程塑料，具有極其出色的物 理、力學(xué)性能。在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料，在減輕質(zhì)量， 提高性能方面貢獻突出，成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一。
現(xiàn)今聚醚醚酮已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造業(yè)、電子電氣、工業(yè)、 醫(yī)療等領(lǐng)域，并在這些領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。由于直接生產(chǎn)出來的聚醚醚 酮中均含有金屬。當(dāng)用于電子電氣用途時，金屬的存在會使聚醚醚酮的電絕緣 性能下降，而且在使用過程中會對半導(dǎo)體以及導(dǎo)體材料造成腐蝕，進而發(fā)生漏 電或者使器件的性能變壞，造成穩(wěn)定性下降或者器件失效。因此聚醚醚酮應(yīng)用 于電子電氣領(lǐng)域時對雜質(zhì)的含量要求非常高，尤其是金屬元素含量的高低對產(chǎn) 品的應(yīng)用起決定作用，不但影響產(chǎn)品的絕緣性，而且對產(chǎn)品的物理性能和穩(wěn)定 性均有一定的影響。因此如何降低聚醚醚酮中金屬元素的含量是提高產(chǎn)品質(zhì)量 的關(guān)鍵。
聚醚醚酮的工業(yè)生產(chǎn)通常采用4， 4' -二氟二苯酮和對苯二酚的鈉鹽在二苯 砜等高溫溶劑中在碳酸鈉存在的條件下聚合而成。在聚合過程中會從原料、設(shè) 備以及管道等中引入鐵、鋁、鈣、鉻、銅、鐵、鎂等金屬元素。這些金屬元素分別獨立混在聚醚醚酮樹脂材料之中，還有的包裹在聚醚醚酮樹脂內(nèi)部。所以 采用傳統(tǒng)的聚醚醚酮純化方法無法有效降低聚醚醚酮中的金屬含量。
為了盡量減少聚醚醚酮樹脂中的金屬元素含量， 一般在生產(chǎn)聚醚醚酮的后 處理階段對聚醚醚酮進行純化。現(xiàn)在采用較多的方法是在聚醚醚酮合成之后用 乙醇洗滌產(chǎn)品，以除去聚醚醚酮中所含的溶劑二苯砜，然后用水洗滌以除去乙 醇?，F(xiàn)有技術(shù)中還存在采用有機溶劑和表面活性劑作為純化處理劑和純化助劑 的方法，純化處理完成后，冷卻降溫，抽濾，然后將抽濾物用沸騰的丙酮洗滌 多次。然而，這種采用有機溶劑和表面活性劑的方法僅能去除聚醚醚酮中的鈉、 鉀、氯、氟、硫酸根等雜離子，而無法去除其它金屬元素，而且要使用對人體 健康有害的丙酮洗滌，多次洗滌也造成了聚醚醚酮樹脂的損失，并進一步增加 了聚醚醚酮樹脂的成本。有的還采用過濾的方法和吸除的方法，但上述方法均 不能顯著降低聚醚醚酮中金屬的含量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服聚醚醚酮現(xiàn)有純化技術(shù)中所存在的問題，而提供 一種在常溫常壓下純化聚醚醚酮的方法，該方法不僅可以得到低金屬含量的聚 醚醚酮，而且不改變聚醚醚酮的物理和化學(xué)性能。該方法相對于現(xiàn)在采用的方 法具有省時、節(jié)能等特點，金屬含量的降低可達到國際先進水平，且具有工藝 簡便，易于操作的優(yōu)點。
本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，也就是說，本發(fā)明所述的在常溫 常壓下純化聚醚醚酮的方法包括以下步驟
1、純化處理
將聚醚醚酮粉碎成直徑范圍為0. lmm 5mm的小顆粒狀，在常溫常壓下將粉碎后的聚醚醚酮顆粒加入到質(zhì)量百分比濃度為0. 1% 37%的鹽酸溶液中，在攪拌 下用鹽酸純化處理0.2 10小時；其中，純化處理時聚醚醚酮質(zhì)量(g):鹽酸 溶液體積(ml) 二l: (1 100);最佳配比為聚醚醚酮質(zhì)量(g):鹽酸溶液體積 (ml) =1: (2 30);
2、 離心分離與洗滌
用鹽酸溶液處理完成后，將聚醚醚酮和鹽酸的混合溶液進行離心分離，脫鹽 酸，然后將脫鹽酸后的聚醚醚酮用蒸餾水洗滌并離心脫水?dāng)?shù)次，直至洗滌液呈
中性為止；
3、 干燥
將上述已經(jīng)用鹽酸純化處理、離心分離脫鹽酸、蒸餾水洗滌過的聚醚醚酮 在80 12(TC下進行干燥，干燥時間為2 10小時。
本發(fā)明具有以下有益效果
1. 本發(fā)明的純化處理工藝簡單，無需加熱加壓，在常溫常壓條件即可，在普 通的陶瓷反應(yīng)釜中就可以進行處理，易于操作。
2. 本發(fā)明所需鹽酸簡單易得，價格低廉，處理成本低。
3. 本發(fā)明處理效果明顯，可以提高聚醚醚酮的產(chǎn)品質(zhì)量。
4. 本發(fā)明不改變聚醚醚酮的物理和化學(xué)性能，是一種簡單可行的方法。
具體實施例方式
下面用實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于本實施 例中所涉及的內(nèi)容。實施例一
取分析純的質(zhì)量百分比濃度為37%的濃鹽酸1. 4ml，加蒸餾水至500ml，配制 成質(zhì)量百分比濃度為0. 1%的鹽酸溶液，將該鹽酸溶液倒入1000ml三頸燒瓶中。 稱取已進行過常規(guī)后處理的直徑為0. l咖 5mm的聚醚醚酮顆粒20克，將其加 入到以上盛有鹽酸溶液的三頸燒瓶中，在常溫常壓及攪拌下純化處理2小時； 將聚醚醚酮顆粒和鹽酸的混合液離心脫鹽酸，然后用500ml蒸餾水洗滌并離心 脫水?dāng)?shù)次，直至洗滌液呈中性為止。然后將經(jīng)過上述處理的聚醚醚酮在常壓下 于IO(TC下干燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產(chǎn)品。
實施例二
取分析純的質(zhì)量百分比濃度為37。/。的濃鹽酸270ml，加蒸餾水至500ml，配制 成質(zhì)量百分比濃度為20%的鹽酸溶液，將該鹽酸溶液倒入1000ml三頸燒瓶中。 稱取已進行過常規(guī)后處理的直徑為0. lmm 5mm的聚醚醚酮顆粒20克，將其加 入到以上盛有鹽酸溶液的三頸燒瓶中，在常溫常壓及攪拌下純化處理2小時； 將聚醚醚酮顆粒和鹽酸的混合液離心脫鹽酸，然后用500ml蒸餾水洗滌并離心 脫水?dāng)?shù)次，直至洗滌液呈中性為止。然后將經(jīng)過上述處理的聚醚醚酮在常壓下 于IO(TC下干燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產(chǎn)品。
實施例三
取分析純的質(zhì)量百分比濃度為37%的濃鹽酸500ml，將其倒入1000ml三頸 燒瓶中。稱取已進行過常規(guī)后處理的直徑為0. lmm 5醒的聚醚醚酮顆粒20克， 將其加入到以上盛有鹽酸溶液的三頸燒瓶中，在常溫常壓及攪拌下純化處理2 小時；將聚醚醚酮顆粒和鹽酸的混合液離心脫鹽酸，然后用500ml蒸餾水洗滌 并離心脫水?dāng)?shù)次，直至洗滌液呈中性為止。然后將經(jīng)過上述處理的聚醚醚酮在 10(TC下干燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產(chǎn)品。對比例一
向容量為1000ml的三頸燒瓶中加入500ml蒸餾水做對比試驗。稱取已進行 過常規(guī)后處理的直徑為0. lmm 5ram的聚醚醚酮顆粒20克，將其加入到以上盛 有蒸餾水的三頸燒瓶中，在常溫常壓及攪拌下純化處理2小時。然后用蒸餾水 洗滌，洗滌次數(shù)與實施例1的洗滌次數(shù)相同，然后將得到的聚醚醚酮在常壓下 在10(TC下干燥4小時。
將采用實施例1至3和對比例1的純化處理方法得到的聚醚醚酮，采用原 子發(fā)射光譜法進行檢測。分別檢測純化處理前后的聚醚醚酮產(chǎn)品中金屬元素的 含量，結(jié)果見表l。實驗表明本發(fā)明采用鹽酸溶液純化處理聚醚醚酮，可顯著 降低聚醚醚酮產(chǎn)品中各種金屬元素的含量，由此達到了應(yīng)用于電子電氣領(lǐng)域的 要求，同時開闊了聚醚醚酮的應(yīng)用領(lǐng)域并且提高了使用效果。此外，經(jīng)檢測還 發(fā)現(xiàn)，純化處理后的聚醚醚酮的物理化學(xué)性能也沒有改變。
表一未使用鹽酸或使用鹽酸純化后的聚醚醚酮中的金屬含量
單位- ug/gFe傲)Al(鋁)Ca(鈣)Cr傲)Cu湖)Mg慣)Na(鈉)Sr(鍶)Ti傲)Zn激
未使用鹽酸純 化的聚醚醚酮 中的金屬含量9. 582.0213, 90. 581. 308. 887. 52,490. 2947. 3
使用鹽酸純化 后的聚醚醚酮 中的金屬含量2. 731.4290. 90. 430. 585. 535. 671. 110. 1023.4
權(quán)利要求
1、一種聚醚醚酮的純化方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)純化處理將聚醚醚酮粉碎成直徑范圍為0.1mm～5mm的小顆粒狀，在常溫常壓下將粉碎后的聚醚醚酮顆粒加入到質(zhì)量百分比濃度為0.1％～37％的鹽酸溶液中，在攪拌下用鹽酸純化處理0.2～10小時；其中，純化處理時聚醚醚酮質(zhì)量(g)鹽酸溶液體積(ml)＝1∶(1～100)；最佳配比為聚醚醚酮質(zhì)量(g)鹽酸溶液體積(ml)＝1∶(2～30)；(2)離心分離與洗滌用鹽酸溶液處理完成后，將聚醚醚酮和鹽酸的混合溶液進行離心分離，脫鹽酸，然后將脫鹽酸后的聚醚醚酮用蒸餾水洗滌并離心脫水?dāng)?shù)次，直至洗滌液呈中性為止；(3)干燥將上述已經(jīng)用鹽酸純化處理、離心分離脫鹽酸、蒸餾水洗滌過的聚醚醚酮在80～120℃下進行干燥，干燥時間為2～10小時。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮的純化方法，其特征在于待處理的聚醚 醚酮顆粒的大小為lmm 2mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在常溫常壓下有效降低聚醚醚酮中的金屬含量的方法。該方法主要包括純化、離心、洗滌、干燥。本發(fā)明采用鹽酸作為純化劑，將聚醚醚酮顆粒加入到一定濃度的鹽酸溶液中，純化處理完成后，經(jīng)離心脫鹽酸，蒸餾水洗滌至中性，干燥后，即可得到高質(zhì)量的聚醚醚酮顆粒。該方法不僅能有效降低聚醚醚酮的金屬含量，并且不改變聚醚醚酮的物理化學(xué)性能，而且工藝簡單，原料易得，無需加溫加壓，成本低廉。
文檔編號C08G8/02GK101486784SQ200910009128
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:吉林金正高分子材料研發(fā)有限公司