CN109880078A - 一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法 - Google Patents
一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备方法。该方法将三组份双酚单体、二氟二苯酮、K2CO3或Na2CO3按摩尔比为1：1：1.2～2.0置于有机溶剂中，在N2流作用下先于130～150℃反应1～5h，再于150～170℃反应3～20h，制备薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。本方法简便易行，采用逐步聚合法制备薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。采用本发明制作的电缆料，具有强度较高、高耐磨、高耐油、耐高温、耐辐射、电绝缘性好，且具有低烟、无卤、阻燃等特性，非常适合超薄壁电缆挤出，能满足超薄壁绝缘电缆的加工工艺及产品技术要求，生产方便，具有良好的经济效益及推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚醚醚酮技术领域，具体涉及一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮极其制备方法。
背景技术
随着电力电缆应用的范围越来越广，不同使用环境有不同要求，如，耐高温、耐低温、耐油、抗撕裂、阻燃等。特别是在使用条件特殊、应用环境复杂的情况下，特种电缆的需求日显突出，对电缆的可靠性、耐用性提出了更高的要求。我国高速铁路及城市轨道交通装备发展迅速，制造企业对高铁及城轨装备用电缆的要求向着超薄壁、高耐温、高耐油、高阻燃方向发展。普通薄壁电缆的绝缘壁厚度在0.3mm以上，而高速铁路及城市轨道交通装备所需的超薄壁绝缘电缆绝缘壁厚要求为0.18mm。目前，电缆行业生产薄壁电缆的主要绝缘材料是交联聚烯烃，由于该电缆材料中含有较多的阻燃剂，绝缘电阻较小，电缆容易被击穿，而且电缆的物理机械性能存在诸多不足，绝缘壁不能实现超薄，难以满足制造企业的需要。因此，生产高耐温、高耐油、高阻燃的超薄壁绝缘电缆的一个关键技术就是研究合适的电缆材料。
有机磷系阻燃剂具有高效、低毒、无污染、低烟等优点，受到了越来越多的关注，但是以DOPO小分子形式直接添加材料中，常伴随着材料力学性能的下降，且随着易迁移出聚合物材料，影响其阻燃性能。聚合型有机膦阻燃剂具有：分子量大、含磷量高、与材料的相容性好、迁移性小、加工性能好、阻燃性能优异等优点。基于上述优点考虑，将有机膦阻燃课剂以单体形式直接参与聚合反应，作为聚合物主链中结构单元的一部分，从而使聚合物材料达到阻燃目的。同时也解决了使用的过程中阻燃剂与基材的相容性、分散性、界面性等问题。二茂铁是一种含铁有机金属化合物，类似于苯环，化学性质较活泼，能进行亲电取代反应。二茂铁及其衍生物广泛应用于电化学、生物医学、催化、磁性材料和液晶等多个领域；二茂铁热稳定性高，分解温度为454℃，二茂铁受热时分解为环戊二烯和铁，铁原子具有优异的催化成炭作用，在节能、消烟和成炭方面有重要的作用。
聚醚醚酮是一类高性能工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性。将含DOPO基双酚结构单元和含二茂铁单体引入到聚醚醚酮主链中制备含DOPO基结构聚醚醚酮新品种，该类树脂同时具有聚醚醚酮耐高温、耐腐蚀、耐辐射和DOPO阻燃以及二茂铁促进成炭作用的优点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮极其制备方法。
本发明的原理如下所述：应用碳酸钾或碳酸钠等弱碱成盐，将DOPO基引入聚醚醚酮侧基中制备薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮，具有强度高、耐高温、耐辐射、高耐磨、高耐油、电绝缘性好，且具有低烟、无卤、阻燃等特性，非常适合超薄壁电缆挤出，能满足超薄壁绝缘电缆的加工工艺及产品技术要求，生产方便，具有良好的经济效益及推广价值。
本发明通过如下技术方案实现：
(1)一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮，其特征在于结构为：
式中R为：
(2)聚醚醚酮的制备方法
将三组分双酚单体、二氟二苯酮、催化剂Ⅰ按摩尔比1：1：1.2～2.0置于有机溶剂Ⅰ中，在N2气流作用下先于130～150℃反应1～5h，再于150～ 170℃反应3～20h，制备薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮。
所述的三组分双酚单体为含DOPO取代基双酚单体、含有二茂铁和DOPO 基双酚单体与对苯二酚、间苯二酚、双酚芴、双酚A、六氟双酚A、联苯二酚、邻甲氧基对苯二酚中的任意一种的组合。
所述的含有二茂铁和DOPO基双酚单体，其制备方法如下：
将含DOPO基三元酚、三乙胺加入有机溶剂Ⅱ中，冰水浴中搅拌下将二茂铁二甲酰氯滴入上述溶液中，室温下反应24h，蒸除溶剂，冷却、过滤、洗涤、干燥，得含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
或：将含DOPO基三元酚、二茂铁甲酸和4-二甲氨基吡啶加入有机溶剂Ⅱ中，在氮气保护下，搅拌30min后，将N,N'-二环己基碳酰亚胺二氯甲烷溶液滴加入上述溶液中，搅拌下并自然升温至室温继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，得含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
所述的含DOPO取代基双酚单体制备步骤如下：
将对羟基苯甲醛和二氨基化合物以2：1摩尔比投料比加入有机溶剂Ⅲ中，氮气保护中20～50℃下反应2h，接着加入与二氨基化合物等摩尔量的DOPO继续反应24h，终止反应,得到含DOPO取代基双酚单体。
其中，步骤中的二氨基化合物为2,4-二氨基甲苯、对苯二胺、间苯二胺、联邻甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基八氟联苯、1,3-二(4-氨苯氧基)苯、4,4’- 二(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-二氨基-2，2’- 二甲基-1,1’-联苯中的任意一种。
其中，步骤中所述的有机溶剂Ⅰ为甲苯与N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、 N-甲基吡咯烷酮的任意一种或任意两种的组合。有机溶剂Ⅱ为二氯甲烷、1,2- 二氯乙烷，氯仿、四氯甲烷、甲苯任意一种。有机溶剂Ⅲ为无水乙醇、无水甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮、二氧六环、四氯化碳中的任意一种。
其中，步骤中所述的催化剂Ⅰ为无水碳酸钾或无水碳酸钠。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1.本发明将含有DOPO取代基双酚单体、含有二茂铁单体通过缩聚反应制备聚醚醚酮，该方法用弱碱成盐，克服了工业了用NaOH成盐所引起的产物易降解、反应难控制和碱污染等问题，制得高分子量薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮，聚合物数均相对分子质量介于1.5-10万。
2.薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮结构中含有P-C键，比较稳定，键能很强，在很高的温度下才会断裂，在聚醚醚酮主链中引入DOPO基双酚结构单元后仍能保持其耐高温性能，因而该类材料稳定性好，阻燃性能更持久，以满足较高层次应用的需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但需指出的是，以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
(1))含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、二茂铁甲酸2.3004g、4-二甲氨基吡啶2.4534g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌并充N2气，30min后将2.0830g N,N'-二环己基碳酰亚胺溶于10mL二氯甲烷中，在60min内滴加入上述溶液中，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥10h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)DOPO取代基双酚单体(Ⅰ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、4.9565g 4,4’-二氨基二苯甲烷和90mL乙酸乙酯，搅拌均匀，氮气氛中40℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅰ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO取代基双酚单体(Ⅰ)1.6777g(2mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体0.5020g(1mmol)、六氟双酚A5.7159g(17mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g (20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3 小时，然后升温至170℃反应10小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。
实施例2
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)含DOPO取代基双酚单体(Ⅱ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、2.7035g对苯二胺和90mL无水乙醇，搅拌均匀，氮气氛中40℃下反应2h，接着加入10.8085gDOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅱ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅱ)2.9950g(4mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、双酚A3.4260g(15mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应7小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。
实施例3
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)含DOPO取代基双酚单体(Ⅲ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、5.0060g4,4’-二氨基二苯醚和100mL乙酸乙酯，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅲ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅲ)0.8408g(1mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、六氟双酚A 6.0521g(18mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20 mmol)、甲苯100mL、DMAc120mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应15小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次， 24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。
实施例4
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)含DOPO取代基双酚单体(Ⅲ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、5.0060g4,4’-二氨基二苯醚和100mL乙酸乙酯，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅲ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅲ)1.6816g(2mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、间苯二酚1.3212g(12mmol)、二氟二苯甲酮3.2730g(15mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应7小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。
实施例5
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)含DOPO取代基双酚单体(Ⅳ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g 对羟基苯甲醛、5.3063g 4,4’-二氨基二苯甲酮和100mL四氢呋喃，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅳ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅳ)3.4113g(4mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、联苯二酚2.7932g(15mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应15小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
实施例6
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)含DOPO取代基双酚单体(Ⅴ)的制备：在单口瓶中加入6.1060g 对羟基苯甲醛、8.2045g 4,4’-二氨基八氟联苯和120mL四氢化碳，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅴ)。
。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含有含DOPO基双酚(Ⅴ)3.8752g(4mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体0.5020g(1mmol)、六氟双酚A 3.3623g(10mmol)、二氟二苯甲酮3.2730g(15 mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应10小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
实施例7
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、5.0060g4,4’-二氨基二苯醚和100mL乙酸乙酯，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO 继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体 (Ⅲ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅲ)2.5225g(3mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、间苯二酚1.1101g(10mmol)、二氟二苯甲酮3.0548g(14mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应20小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
实施例8
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、8.2045g 4,4’-二氨基八氟联苯和120mL四氢化碳，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅴ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅴ)3.8752g(4mmol)含有二茂铁和DOPO基双酚单体0.5020g(1mmol)、对苯二酚1.6515g(15mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应20小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料—聚醚醚酮。
实施例9
(1)含有二茂铁和DOPO基双酚单体的制备：在三口烧瓶中依次加入含 DOPO基三元酚2.9041g、三乙胺2.0326g和二氯甲烷120mL，并将其放入冰浴中搅拌30min后，将二茂铁甲酰氯2.4754g溶于二氯甲烷中滴入上述溶液，搅拌下自然升温至室温并继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，将沉淀物置于40℃真空烘箱中干燥5h，得到含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
(2)在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、2.7035g对苯二胺和90mL无水乙醇，搅拌均匀，氮气氛中40℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅱ)。
(3)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅱ)1.4975g(2mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体0.5020g(1mmol)、双酚芴5.9571g(17mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应7小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
实施例10
薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅱ)0.7488g(1mmol)、含有二茂铁和DOPO基双酚单体0.5020g (1mmol)、双酚芴6.3075g(18mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯 80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至 170℃反应7小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料 -聚醚醚酮。
实施例11
(1)在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、9.2108g 4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯和120mL 1,2-二氯乙烷，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO 取代基双酚单体(Ⅵ)。
(2)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅵ)2.3940g(2mmol)含有二茂铁和DOPO基双酚单体 0.5020g(1mmol)、对苯二酚1.8717g(17mmol)、二氟二苯甲酮4.3640g(20mmol)、甲苯80mL、DMAc100mL，在1mL/秒的N2流下140℃反应3小时，然后升温至170℃反应20小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
实施例12
(1)在单口瓶中加入6.1060g对羟基苯甲醛、7.3083g 1,3-二(4-氨基苯氧基) 苯和150mL四氢呋喃，搅拌均匀，氮气氛中50℃下反应2h，接着加入10.8085g DOPO继续反应24h，终止反应,。将反应液冷却至室温、过滤得固体物，固体物用乙醇浸泡、淋洗、抽滤，在60℃下真空干燥24h，得到含DOPO取代基双酚单体(Ⅶ)。
(2)薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮的制备：在三口烧瓶中依次加入含DOPO基双酚(Ⅶ)升温至170℃反应20小时，立即将反应液在搅拌下倒入去离子水中沉淀，过滤。将过滤得到的沉淀物用去离子水浸泡，每隔3 小时更换水一次，24小时后过滤，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥10小时，得到薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料-聚醚醚酮。
Claims (10)
1.一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮，其特征在于结构式为：
式中R为：
2.一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于将三组分双酚单体、二氟二苯酮、催化剂Ⅰ按摩尔比1：1：1.2～2.0置于有机溶剂Ⅰ中，在N2气流作用下先于130～150℃反应1～5h，再于150～170℃反应3～20h，制备薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的三组分双酚单体为含DOPO取代基双酚单体、含有二茂铁和DOPO基双酚单体与对苯二酚、间苯二酚、双酚芴、双酚A、六氟双酚A、联苯二酚、邻甲氧基对苯二酚中的任意一种的组合。
4.根据权利要求2所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的含有二茂铁和DOPO基双酚单体，其制备方法如下：
将含DOPO基三元酚、三乙胺加入有机溶剂Ⅱ中，冰水浴中搅拌下将二茂铁二甲酰氯滴入上述溶液中，室温下反应24h，蒸除溶剂，冷却、过滤、洗涤、干燥，得含有二茂铁和DOPO基双酚单体；
或：将含DOPO基三元酚、二茂铁甲酸和4-二甲氨基吡啶加入有机溶剂Ⅱ中，在氮气保护下，搅拌30min后，将N,N'-二环己基碳酰亚胺二氯甲烷溶液滴加入上述溶液中，搅拌下并自然升温至室温继续反应24h，将反应液浓缩、冷却、过滤、洗涤、干燥，得含有二茂铁和DOPO基双酚单体。
5.根据权利要求2所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的含DOPO取代基双酚单体制备步骤如下：
将对羟基苯甲醛和二氨基化合物以2：1摩尔比投料比加入有机溶剂Ⅲ中，氮气保护中20～50℃下反应2h，接着加入与二氨基化合物等摩尔量的DOPO继续反应24h，终止反应,得到含DOPO取代基双酚单体。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于其中，步骤中的二氨基化合物为2,4-二氨基甲苯、对苯二胺、间苯二胺、联邻甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基八氟联苯、1,3-二(4-氨苯氧基)苯、4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-二氨基-2，2’-二甲基-1,1’-联苯中的任意一种。
7.根据权利要求2所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的有机溶剂Ⅰ为甲苯与N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮的任意一种或任意两种的组合。
8.根据权利要求2所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的催化剂Ⅰ为无水碳酸钾或无水碳酸钠。
9.根据权利要求4所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的有机溶剂Ⅱ为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷，氯仿、四氯甲烷、甲苯任意一种。
10.根据权利要求4所述的一种薄壁耐高温耐辐射阻燃电缆料聚醚醚酮及其制备方法，其特征在于所述的有机溶剂Ⅲ为无水乙醇、无水甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮、二氧六环、四氯化碳中的任意一种。
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