有效降低聚醚醚酮中金屬含量的方法
2023-12-06 08:38:31 1
專利名稱：有效降低聚醚醚酮中金屬含量的方法
技術領域：
本發明屬於聚醚醚酮(PEEK)的純化技術領域，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-
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、力學性能。在許多特殊領域可以替代金屬、陶瓷等傳統材料，在減輕質量， 提高性能方面貢獻突出，成為當今最熱門的高性能工程塑料之一。
現今聚醚醚酮已經廣泛應用於航空航天、汽車製造業、電子電氣、工業、 醫療等領域，並在這些領域發揮不可替代的作用。由於直接生產出來的聚醚醚 酮中均含有金屬。當用於電子電氣用途時，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體以及導體材料造成腐蝕，進而發生漏 電或者使器件的性能變壞，造成穩定性下降或者器件失效。因此聚醚醚酮應用 於電子電氣領域時對雜質的含量要求非常高，尤其是金屬元素含量的高低對產 品的應用起決定作用，不但影響產品的絕緣性，而且對產品的物理性能和穩定 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品質量 的關鍵。
聚醚醚酮的工業生產通常採用4， 4' -二氟二苯酮和對苯二酚的鈉鹽在二苯 碸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 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部。所以 採用傳統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。
為了儘量減少聚醚醚酮樹脂中的金屬元素含量， 一般在生產聚醚醚酮的後 處理階段對聚醚醚酮進行純化。現在採用較多的方法是在聚醚醚酮合成之後用 乙醇洗滌產品，以除去聚醚醚酮中所含的溶劑二苯碸，然後用水洗滌以除去乙 醇。現有技術中還存在採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，純化處理完成後，冷卻降溫，抽濾，然後將抽濾物用沸騰的丙酮洗滌 多次。然而，這種採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，並進一步增加 了聚醚醚酮樹脂的成本。有的還採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。
發明內容
本發明的目的正是為了克服聚醚醚酮現有純化技術中所存在的問題，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性能。該方法相對於現在採用的方 法具有省時、節能等特點，金屬含量的降低可達到國際先進水平，且具有工藝 簡便，易於操作的優點。
本發明的目的是採用以下技術方案實現的，也就是說，本發明所述的在常溫 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範圍為0. lmm 5mm的小顆粒狀，在常溫常壓下將粉碎後的聚醚醚酮顆粒加入到質量百分比濃度為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量(g):鹽酸 溶液體積(ml) 二l: (1 100);最佳配比為聚醚醚酮質量(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後，將聚醚醚酮和鹽酸的混合溶液進行離心分離，脫鹽 酸，然後將脫鹽酸後的聚醚醚酮用蒸餾水洗滌並離心脫水數次，直至洗滌液呈
中性為止；
3、 乾燥
將上述已經用鹽酸純化處理、離心分離脫鹽酸、蒸餾水洗滌過的聚醚醚酮 在80 12(TC下進行乾燥，乾燥時間為2 10小時。
本發明具有以下有益效果
1. 本發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 通的陶瓷反應釜中就可以進行處理，易於操作。
2. 本發明所需鹽酸簡單易得，價格低廉，處理成本低。
3. 本發明處理效果明顯，可以提高聚醚醚酮的產品質量。
4. 本發明不改變聚醚醚酮的物理和化學性能，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明作進一步的說明，但本發明的內容不僅限於本實施 例中所涉及的內容。實施例一
取分析純的質量百分比濃度為37%的濃鹽酸1. 4ml，加蒸餾水至500ml，配製 成質量百分比濃度為0. 1%的鹽酸溶液，將該鹽酸溶液倒入1000ml三頸燒瓶中。 稱取已進行過常規後處理的直徑為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，然後用500ml蒸餾水洗滌並離心 脫水數次，直至洗滌液呈中性為止。然後將經過上述處理的聚醚醚酮在常壓下 於IO(TC下乾燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產品。
實施例二
取分析純的質量百分比濃度為37。/。的濃鹽酸270ml，加蒸餾水至500ml，配製 成質量百分比濃度為20%的鹽酸溶液，將該鹽酸溶液倒入1000ml三頸燒瓶中。 稱取已進行過常規後處理的直徑為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，然後用500ml蒸餾水洗滌並離心 脫水數次，直至洗滌液呈中性為止。然後將經過上述處理的聚醚醚酮在常壓下 於IO(TC下乾燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產品。
實施例三
取分析純的質量百分比濃度為37%的濃鹽酸500ml，將其倒入1000ml三頸 燒瓶中。稱取已進行過常規後處理的直徑為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，然後用500ml蒸餾水洗滌 並離心脫水數次，直至洗滌液呈中性為止。然後將經過上述處理的聚醚醚酮在 10(TC下乾燥4小時，得到金屬含量顯著降低的聚醚醚酮產品。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 過常規後處理的直徑為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。然後用蒸餾水 洗滌，洗滌次數與實施例1的洗滌次數相同，然後將得到的聚醚醚酮在常壓下 在10(TC下乾燥4小時。
將採用實施例1至3和對比例1的純化處理方法得到的聚醚醚酮，採用原 子發射光譜法進行檢測。分別檢測純化處理前後的聚醚醚酮產品中金屬元素的 含量，結果見表l。實驗表明本發明採用鹽酸溶液純化處理聚醚醚酮，可顯著 降低聚醚醚酮產品中各種金屬元素的含量，由此達到了應用於電子電氣領域的 要求，同時開闊了聚醚醚酮的應用領域並且提高了使用效果。此外，經檢測還 發現，純化處理後的聚醚醚酮的物理化學性能也沒有改變。
表一未使用鹽酸或使用鹽酸純化後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 後的聚醚醚酮 中的金屬含量2. 731.4290. 90. 430. 585. 535. 671. 110. 1023.4
權利要求
1、一種聚醚醚酮的純化方法，其特徵在於該方法包括以下步驟(1)純化處理將聚醚醚酮粉碎成直徑範圍為0.1mm～5mm的小顆粒狀，在常溫常壓下將粉碎後的聚醚醚酮顆粒加入到質量百分比濃度為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量(g)鹽酸溶液體積(ml)＝1∶(1～100)；最佳配比為聚醚醚酮質量(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後，將聚醚醚酮和鹽酸的混合溶液進行離心分離，脫鹽酸，然後將脫鹽酸後的聚醚醚酮用蒸餾水洗滌並離心脫水數次，直至洗滌液呈中性為止；(3)乾燥將上述已經用鹽酸純化處理、離心分離脫鹽酸、蒸餾水洗滌過的聚醚醚酮在80～120℃下進行乾燥，乾燥時間為2～10小時。
2、 根據權利要求1所述的聚醚醚酮的純化方法，其特徵在於待處理的聚醚 醚酮顆粒的大小為lmm 2mm。
全文摘要
本發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、乾燥。本發明採用鹽酸作為純化劑，將聚醚醚酮顆粒加入到一定濃度的鹽酸溶液中，純化處理完成後，經離心脫鹽酸，蒸餾水洗滌至中性，乾燥後，即可得到高質量的聚醚醚酮顆粒。該方法不僅能有效降低聚醚醚酮的金屬含量，並且不改變聚醚醚酮的物理化學性能，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 優先權日2009年2月19日
發明者(請求不公開姓名) 申請人:吉林金正高分子材料研發有限公司