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JP4765264B2 - Process for producing polyphenylene sulfide - Google Patents
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Description

本発明は、ポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略記する)の製造方法およびその方法により得られるPPSに関し、さらに詳しくは、高分子量PPSを効率よく短時間に製造する方法およびその方法により得られるPPSに関するものである。   The present invention relates to a method for producing polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS) and PPS obtained by the method, and more particularly relates to a method for efficiently producing high molecular weight PPS in a short time and PPS obtained by the method. Is.

PPSは、耐熱性、耐薬品性、難燃性、機械的強度、電気的特性及び寸法安定性などに優れたエンジニアリングプラスチックであり、射出成形、押出成形及び圧縮成形などの様々な成形法により、各種成形品、フィルム、シート及び繊維などに成形可能であるため、電気・電子機器や自動車機器などの広範な分野において幅広く用いられている。   PPS is an engineering plastic excellent in heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, mechanical strength, electrical characteristics and dimensional stability, etc. By various molding methods such as injection molding, extrusion molding and compression molding, Since it can be molded into various molded products, films, sheets, fibers, etc., it is widely used in a wide range of fields such as electric / electronic devices and automobile devices.

PPSの製造方法としては、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機アミド溶媒中で、硫化ナトリウムなどのアルカリ金属硫化物とp−ジクロロベンゼンなどのジハロ芳香族化合物とを反応させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、この方法では、低分子量で溶融粘度の小さいPPSしか得ることができない。このような低分子量PPSを、重合後に空気の存在下で加熱し、酸化硬化(キュアー)すればPPSの高分子量化が可能であるが、このようにして得られた硬化PPSは、機械的物性が不十分であり、しかも線状ではないため、シート、フィルム及び繊維などに成形加工することが困難であった。   As a method for producing PPS, a method of reacting an alkali metal sulfide such as sodium sulfide with a dihaloaromatic compound such as p-dichlorobenzene in an organic amide solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). However, with this method, only PPS having a low molecular weight and a low melt viscosity can be obtained. By heating such low molecular weight PPS in the presence of air after polymerization and oxidative curing (curing), it is possible to increase the molecular weight of PPS. The cured PPS thus obtained has a mechanical property. Is insufficient and is not linear, it is difficult to form a sheet, film, fiber, or the like.

近年では、重合時に線状で高分子量のPPSを得るために、上記の方法を改善した各種の製造方法が提案されている。PPSの重合方法の改善手段としては、有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させるに際し、各種の重合助剤を添加する方法が代表的であり、例えば、重合助剤としてアルカリ金属カルボン酸塩を使用する方法(例えば、特許文献2参照。)、同じく芳香族カルボン酸のアルカリ土類金属塩を使用する方法(例えば、特許文献3参照。)、同じくアルカリ金属ハライドを使用する方法(例えば、特許文献4参照。)、および同じく脂肪族カルボン酸のナトリウム塩を使用する方法(例えば、特許文献5参照。)などが提案されている。   In recent years, in order to obtain linear and high molecular weight PPS at the time of polymerization, various production methods improved from the above method have been proposed. As a means for improving the polymerization method of PPS, a method of adding various polymerization assistants when reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent is typical. A method using an alkali metal carboxylate (for example, see Patent Document 2), a method using an alkaline earth metal salt of an aromatic carboxylic acid (see, for example, Patent Document 3), and an alkali metal halide. There are proposed a method of using (for example, see Patent Document 4) and a method of using a sodium salt of an aliphatic carboxylic acid (for example, see Patent Document 5).

これらの方法によれば、確かに重合により、線状で高分子量のPPSを得ることができるが、高重合度なPPSをより短時間に得るためには、酢酸リチウムや安息香酸ナトリウムなどの高価な重合助剤を用いて重合を行う必要があり、また酢酸ナトリウムなどの安価な重合助剤を単純に適用したとしても、重合時間が長くなって経済的に不利であるという問題があった。   According to these methods, it is possible to obtain linear and high molecular weight PPS by polymerization. However, in order to obtain a high degree of polymerization PPS in a shorter time, it is expensive to use lithium acetate or sodium benzoate. However, there is a problem that the polymerization time is long and economically disadvantageous even if an inexpensive polymerization aid such as sodium acetate is simply applied.

一方、有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させてPPSを得る方法において、特定の二段階重合法を採用することが提案されている(例えば、特許文献6参照。)。すなわち、この方法は、前段重合工程において、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5〜2.4モルの水が存在する状態で、180〜235℃の温度で反応させることにより、ジハロ芳香族化合物の転化率を50〜98モル%として低粘度のプレポリマーを生成させた後、後段重合工程において、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり2.5〜7モルの水が存在する状態となるように反応系に水を添加するとともに、245〜290℃の温度に昇温して、反応を継続する二段階重合法である。しかし、この方法では、反応系に存在する水分量が適切でないため、十分に高分子量のPPSを得るには、かなり長い重合時間を必要とするという問題があった。   On the other hand, in a method of obtaining PPS by reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent, it has been proposed to employ a specific two-stage polymerization method (see, for example, Patent Document 6). ). That is, in this prepolymerization step, the reaction is carried out at a temperature of 180 to 235 ° C. in the presence of 0.5 to 2.4 mol of water per mol of the charged alkali metal sulfide. After producing a low-viscosity prepolymer with a compound conversion rate of 50 to 98 mol%, 2.5 to 7 mol of water per mol of charged alkali metal sulfide is present in the subsequent polymerization step. In this two-stage polymerization method, water is added to the reaction system and the temperature is raised to a temperature of 245 to 290 ° C. to continue the reaction. However, in this method, since the amount of water present in the reaction system is not appropriate, there is a problem that a considerably long polymerization time is required to obtain a sufficiently high molecular weight PPS.

さらに、アルカリ金属硫化物1モル当たり0.5〜2.4モルの水の存在下に、アルカリ金属カルボン酸塩を0.001〜0.20モルと比較的少量存在させて重合を行う方法が開示されている(例えば、特許文献7参照。)が、この方法の主な目的は、粒状のPPSを析出させて収率を上げることにあり、このような少量のアルカリ金属カルボン酸塩の使用量では、高重合度のPPSを短時間で得ることは困難であった。   Further, there is a method in which polymerization is carried out in the presence of a relatively small amount of 0.001 to 0.20 mole of alkali metal carboxylate in the presence of 0.5 to 2.4 mole of water per mole of alkali metal sulfide. Although disclosed (for example, see Patent Document 7), the main purpose of this method is to precipitate granular PPS to increase the yield, and the use of such a small amount of alkali metal carboxylate. In terms of the amount, it was difficult to obtain PPS having a high degree of polymerization in a short time.

上記のような従来技術の欠点を鑑み、本発明者らは、有機アミド溶媒中でアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させてPPSを得るのに際し、水分と重合助剤のモル比を特定の範囲に調節した二段階重合の採用を提案している(特許文献8参照。)。すなわち、この方法は、200℃以上245℃未満の温度範囲内で、転化率が30〜80モル%になるように反応を行い、PPSのプレポリマーを生成させた後、次いで、245℃以上290℃未満の温度範囲内で重合助剤と系内水分のモル比[重合助剤量(モル)/水分量(モル)]を0.1〜0.7として、前記プレポリマーを高分子量ポリフェニレンスルフィドに転換する方法であるが、この方法においても未だ重合時間の短縮という点では不十分であった。
特公昭45−3368号公報(7〜8頁、例1) 特公昭52−12240号公報(特許請求の範囲) 特開昭59−219332号公報(特許請求の範囲) 米国特許第4,038,263号明細書(請求項1) 特開平1−161022号公報(特許請求の範囲) 特公昭63−33775号公報(特許請求の範囲) 特開平6−145355号公報(特許請求の範囲) 特開2002−265604号公報(請求項1、2)
In view of the drawbacks of the prior art as described above, the present inventors have obtained a molar ratio of moisture to a polymerization aid when PPS is obtained by reacting an alkali metal sulfide with a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent. It is proposed to adopt a two-stage polymerization in which is adjusted to a specific range (see Patent Document 8). That is, in this method, the reaction is performed within a temperature range of 200 ° C. or more and less than 245 ° C. so that the conversion rate is 30 to 80 mol%, and a PPS prepolymer is formed. The molar ratio of the polymerization assistant to the moisture in the system [polymerization assistant amount (mole) / water content (mole)] is 0.1 to 0.7 within a temperature range of less than 0 ° C., and the prepolymer is a high molecular weight polyphenylene sulfide However, this method is still insufficient in terms of shortening the polymerization time.
Japanese Examined Patent Publication No. 45-3368 (7-8 pages, Example 1) Japanese Patent Publication No. 52-12240 (Claims) JP 59-219332 A (Claims) U.S. Pat. No. 4,038,263 (Claim 1) Japanese Patent Laid-Open No. 1-161022 (Claims) Japanese Patent Publication No. 63-33775 (Claims) JP-A-6-145355 (Claims) JP 2002-265604 A (Claims 1, 2)

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。   The present invention has been achieved as a result of studying the solution of the problems in the prior art described above as an issue.

したがって、本発明の目的は、高分子量のポリフェニレンスルフィドを短時間に効率よく製造する方法、およびその方法により得られるポリフェニレンスルフィドを提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a high molecular weight polyphenylene sulfide in a short time, and a polyphenylene sulfide obtained by the method.

本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意研究した結果、重合助剤のみ、或いは水分量のみ、或いはそれら両者を特定の割合で増やしても、高重合度のポリフェニレンスルフィドを効率よく短時間に得ることは難しいが、特定量の重合助剤の存在下、反応系内の水分量を比較的少なく調節し、250℃以上265℃未満の特定の温度範囲で反応を行ってポリフェニレンスルフィドのプレポリマーを生成させた後(工程1)、272℃以上285℃未満の特定の温度範囲で反応を継続するとともに(工程2)、前記工程1、工程2における反応時間を特定の割合に調節することにより、短時間で高重合度のPPSが得られることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have succeeded in efficiently reducing polyphenylene sulfide having a high degree of polymerization even when only the polymerization assistant, only the water content, or both are increased at a specific ratio. Although it is difficult to obtain in time, the amount of water in the reaction system is adjusted to be relatively small in the presence of a specific amount of polymerization aid, and the reaction is carried out in a specific temperature range of 250 ° C. or more and less than 265 ° C. After the prepolymer is formed (step 1), the reaction is continued in a specific temperature range of 272 ° C. or higher and lower than 285 ° C. (step 2), and the reaction time in steps 1 and 2 is adjusted to a specific ratio. As a result, it was found that PPS having a high degree of polymerization can be obtained in a short time, and reached the present invention.

すなわち、本発明は、有機アミド溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、アルカリ金属硫化物1モル当たり0.32〜0.70モルの重合助剤の存在下に反応させてポリフェニレンスルフィドを製造する方法において、前記の反応を少なくとも下記の工程1、2および反応時間条件により行うことを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造方法である。   That is, the present invention comprises reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent in the presence of 0.32 to 0.70 moles of polymerization aid per mole of alkali metal sulfide. In the method for producing polyphenylene sulfide, the above-described reaction is carried out at least according to the following steps 1 and 2 and reaction time conditions.

工程1:反応系内の含水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり、0.5モル以上1.5モル未満の条件下、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、250℃以上265℃未満の温度範囲内で反応させて、ポリフェニレンスルフィドのプレポリマーを生成する工程。 Step 1: Water content in the reaction system is charged under conditions of 0.5 mol or more and less than 1.5 mol per mol of the alkali metal sulfide, and the alkali metal sulfide and the dihaloaromatic compound are 250 ° C. or more and 265 ° C. Reacting within a temperature range of less than to produce a polyphenylene sulfide prepolymer.

工程2:272℃以上285℃未満の温度範囲内で、前記プレポリマーを反応させて高分子量ポリフェニレンスルフィドに転換する工程。   Process 2: The process of making the said prepolymer react within the temperature range of 272 degreeC or more and less than 285 degreeC, and converting into high molecular weight polyphenylene sulfide.

反応時間条件:前記工程1の反応時間T1(分)と、工程2の反応時間T2(分)の比(T1/T2)を0.50〜3.0に調節するとともに、200℃以上285℃未満の温度にある全反応時間が、300分以下である。 Reaction time condition: While adjusting the ratio (T1 / T2) of the reaction time T1 (min) of the step 1 and the reaction time T2 (min) of the step 2 to 0.50 to 3.0 , it is 200 ° C. or more and 285 ° C. The total reaction time at a temperature below is 300 minutes or less.

また、本発明のポリフェニレンスルフィドの製造方法は、有機アミド溶媒中で、特定量の重合助剤の存在下に、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応させてポリフェニレンスルフィドを製造する方法において、反応終了後、反応混合物から有機アミド溶媒を蒸発または蒸留させて回収する工程、とりわけ、前記有機アミド溶媒をフラッシュ法により回収する工程を含む場合、特に有用である。   The polyphenylene sulfide production method of the present invention is a method for producing polyphenylene sulfide by reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent in the presence of a specific amount of a polymerization aid. After completion of the reaction, it is particularly useful when it includes a step of recovering the organic amide solvent by evaporation or distillation from the reaction mixture, especially a step of recovering the organic amide solvent by a flash method.

さらに本発明の製造法により得られたポリフェニレンスルフィド樹脂は十分に溶融粘度が高く、また、靱性に優れることから、特に射出成形品や繊維として有用である。   Furthermore, since the polyphenylene sulfide resin obtained by the production method of the present invention has a sufficiently high melt viscosity and excellent toughness, it is particularly useful as an injection molded product or fiber.

また、本発明におけるポリフェニレンスルフィドの製造方法は、高粘度のポリマーを極めて短時間に重合し、生産性を向上させる点でも有用である。   Further, the method for producing polyphenylene sulfide in the present invention is also useful in that a highly viscous polymer is polymerized in a very short time to improve productivity.

本発明によれば、高分子量のPPSを効率よく短時間に製造することができる。したがって、本発明の高分子量PPSの製造方法は、工業的規模でのPPSを安全かつ経済的に製造する方法として好適である。   According to the present invention, high molecular weight PPS can be efficiently produced in a short time. Therefore, the method for producing high molecular weight PPS of the present invention is suitable as a method for producing PPS on an industrial scale safely and economically.

以下、本発明について、アルカリ金属硫化物、ジハロ芳香族化合物、分子量調節剤・分岐剤・架橋剤、重合溶媒、重合助剤、重合安定剤、重合反応、重合溶媒の回収、ポリマーの回収及び生成PPSの順に詳述する。   Hereinafter, for the present invention, alkali metal sulfide, dihaloaromatic compound, molecular weight regulator / branching agent / crosslinking agent, polymerization solvent, polymerization aid, polymerization stabilizer, polymerization reaction, recovery of polymerization solvent, recovery and generation of polymer Details will be described in the order of PPS.

(1)アルカリ金属硫化物
本発明で使用されるアルカリ金属硫化物としては、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、およびこれらの2種以上の混合物を好ましいものとして挙げることができる。特に好ましいものは、硫化ナトリウムである。これらのアルカリ金属硫化物は、水和物または水性混合物として、あるいは無水物の形で用いることができる。また、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物、或いは反応前に別の反応槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。また、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物と硫化水素から反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物、或いは反応前に別の反応槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。
(1) Alkali metal sulfides As the alkali metal sulfides used in the present invention, lithium sulfide, sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide, and a mixture of two or more of these may be mentioned as preferable examples. it can. Particularly preferred is sodium sulfide. These alkali metal sulfides can be used as hydrates or aqueous mixtures or in the form of anhydrides. Further, an alkali metal sulfide prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide, or an alkali metal sulfide prepared in another reaction tank before the reaction can be used. . Also, an alkali metal sulfide prepared in situ in a reaction system from an alkali metal hydroxide such as lithium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen sulfide, or an alkali metal sulfide prepared in a separate reaction tank before the reaction Can also be used.

本発明において、仕込みアルカリ金属硫化物の量は、脱水操作などにより反応開始前にアルカリ金属硫化物の一部損失が生じる場合には、実際の仕込み量から当該損失分を差し引いた残存量を意味するものとする。   In the present invention, the amount of charged alkali metal sulfide means the remaining amount obtained by subtracting the loss from the actual charged amount when a partial loss of alkali metal sulfide occurs before the start of the reaction due to dehydration operation or the like. It shall be.

(2)ジハロ芳香族化合物
本発明で使用されるジハロ芳香族化合物としては、p−ジクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼンなどのジハロベンゼン、及び1−メトキシ−2,5−ジクロロベンゼン、3,5−ジクロロ安息香酸などのハロゲン以外の置換基をも含むジハロ芳香族化合物などを挙げることができる。なかでも、p−ジクロロベンゼンに代表されるp−ジハロベンゼンを主成分にするジハロ芳香族化合物が好ましい。特に好ましくは、p−ジクロロベンゼンを80〜100モル%含むものであり、さらに好ましくは、90〜100モル%含むものである。また、異なる2種以上のジハロ芳香族化合物を組み合わせて共重合体とすることも可能である。
(2) Dihaloaromatic Compound As the dihaloaromatic compound used in the present invention, dihalobenzene such as p-dichlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, and 1-methoxy-2, And dihaloaromatic compounds containing a substituent other than halogen such as 5-dichlorobenzene and 3,5-dichlorobenzoic acid. Especially, the dihalo aromatic compound which has p-dihalobenzene represented by p-dichlorobenzene as a main component is preferable. Particularly preferably, it contains 80 to 100 mol% of p-dichlorobenzene, and more preferably 90 to 100 mol%. It is also possible to combine two or more different dihaloaromatic compounds into a copolymer.

ジハロ芳香族化合物の使用量(仕込み量)は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり、通常0.9〜2.0モル、好ましくは0.95〜1.5モル、より好ましくは1.0〜1.3モル、更に好ましくは1.01〜1.10モルの範囲であることが、高分子量のPPSを得るために望ましい。この使用割合が0.9モル未満または2.0モル超過の場合には、加工に適した高粘度(高重合度)のPPSを得ることが困難となる傾向にある。   The use amount (preparation amount) of the dihaloaromatic compound is usually 0.9 to 2.0 mol, preferably 0.95 to 1.5 mol, more preferably 1.0 to 1 mol per mol of the charged alkali metal sulfide. The range of 1.3 mol, more preferably 1.01-1.10 mol, is desirable for obtaining high molecular weight PPS. When this use ratio is less than 0.9 mol or more than 2.0 mol, it tends to be difficult to obtain a high-viscosity (high polymerization degree) PPS suitable for processing.

(3)分子量調節剤・分岐剤・架橋剤
本発明においては、生成PPSの末端を形成させるか、あるいは重合反応や分子量を調節するなどのために、モノハロゲン化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)を併用することができる。また、分岐または架橋重合体を形成させるために、トリハロゲン以上のポリハロゲン化合物(必ずしも芳香族化合物でなくともよい)、活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物およびハロゲン化芳香族ニトロ化合物などを併用することも可能である。かかるポリハロゲン化合物の具体例としては、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、1,4,6−トリクロロナフタレンなどを挙げることができるが、これらの中でも、1,3,5−トリクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンが好ましい。かかる活性水素含有ハロゲン化芳香族化合物としては、例えばアミノ基、メルカプト基およびヒドロキシル基などの官能基を有するハロゲン化芳香族化合物を挙げることができる。具体例としては、2,5−ジクロロアニリン、2,4−ジクロロアニリン、2,3−ジクロロアニリン、2,4,6−トリクロロアニリン、2,2’−ジアミノ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、2,4’−ジアミノ−2’,4−ジクロロジフェニルエーテルなどを挙げることができる。
(3) Molecular weight regulator / branching agent / crosslinking agent In the present invention, a monohalogen compound (not necessarily an aromatic compound) may be used to form the end of the produced PPS, or to regulate the polymerization reaction or molecular weight. Good) can be used together. In order to form a branched or crosslinked polymer, a trihalogen or higher polyhalogen compound (not necessarily an aromatic compound), an active hydrogen-containing halogenated aromatic compound and a halogenated aromatic nitro compound are used in combination. It is also possible. Specific examples of such polyhalogen compounds include 1,3,5-trichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, hexachlorobenzene, 1,4,6-trichloronaphthalene. Among these, 1,3,5-trichlorobenzene and 1,2,4-trichlorobenzene are preferable among these. Examples of such active hydrogen-containing halogenated aromatic compounds include halogenated aromatic compounds having functional groups such as amino groups, mercapto groups, and hydroxyl groups. Specific examples include 2,5-dichloroaniline, 2,4-dichloroaniline, 2,3-dichloroaniline, 2,4,6-trichloroaniline, 2,2′-diamino-4,4′-dichlorodiphenyl ether, Examples include 2,4′-diamino-2 ′, 4-dichlorodiphenyl ether.

また前記ハロゲン化芳香族ニトロ化合物としては、例えば2,4−ジニトロクロロベンゼン、2,5−ジクロロニトロベンゼン、2−ニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、3,3’−ジニトロ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,5−ジクロロ−2−ニトロピリジン、2−クロロ−3,5−ジニトロピリジンなどを挙げることができる。   Examples of the halogenated aromatic nitro compound include 2,4-dinitrochlorobenzene, 2,5-dichloronitrobenzene, 2-nitro-4,4′-dichlorodiphenyl ether, and 3,3′-dinitro-4,4′-. Examples include dichlorodiphenyl sulfone, 2,5-dichloro-2-nitropyridine, 2-chloro-3,5-dinitropyridine, and the like.

(4)重合溶媒
本発明においては、重合溶媒として有機アミド溶媒を使用する。かかる有機アミド溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンなどのN−アルキルピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタムなどのカプロラクタム類、1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン、テトラアルキル尿素、ヘキサアルキル燐酸トリアミドなどに代表されるアプロチック有機アミド溶媒、及びこれらの混合物などが、反応の安定性が高いために好ましく使用される。これらの中でもN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記する)の使用が特に好ましい。本発明における重合溶媒の使用量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.2〜10モルの範囲が好ましく、2〜5モルの範囲がより好ましい。
(4) Polymerization solvent In this invention, an organic amide solvent is used as a polymerization solvent. Examples of the organic amide solvent include N-alkylpyrrolidone such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone, caprolactams such as N-methyl-ε-caprolactam, 1,3-dialkyl-2, and the like. -Aprotic organic amide solvents represented by imidazolidinone, tetraalkylurea, hexaalkylphosphoric triamide and the like, and mixtures thereof are preferably used because of their high reaction stability. Among these, use of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) is particularly preferable. The amount of the polymerization solvent used in the present invention is preferably in the range of 0.2 to 10 mol, more preferably in the range of 2 to 5 mol, per mol of the charged alkali metal sulfide.

(5)重合助剤
本発明においては、高重合度のPPSをより短時間で得るために重合助剤を用いる。かかる重合助剤の具体例としては、一般にPPSの重合助剤として知られているアルカリ金属カルボン酸塩及びハロゲン化リチウムなどを挙げることができる。特に好ましいものは、アルカリ金属カルボン酸塩である。
(5) Polymerization aid In the present invention, a polymerization aid is used in order to obtain PPS having a high degree of polymerization in a shorter time. Specific examples of such polymerization aids include alkali metal carboxylates and lithium halides that are generally known as polymerization aids for PPS. Particularly preferred are alkali metal carboxylates.

アルカリ金属カルボン酸塩は、一般式R(COOM)n (式中、Rは、炭素数1〜20を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基である。Mは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから選ばれるアルカリ金属である。nは1〜3の整数である。)で表される化合物である。アルカリ金属カルボン酸塩は、無水、水和物または水溶液としても用いることができる。アルカリ金属カルボン酸塩の具体例としては、例えば、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、吉草酸リチウム、安息香酸ナトリウム、フェニル酢酸ナトリウム、p−トルイル酸カリウム、およびそれらの混合物などを挙げることができる。アルカリ金属カルボン酸塩は、有機アミド溶媒中で、有機酸と、アルカリ金属水酸化物、炭酸アルカリ金属塩及び重炭酸アルカリ金属塩よりなる群から選ばれる一種以上の化合物とを、ほぼ等化学当量ずつ添加して反応させることにより形成させてもよい。上記アルカリ金属カルボン酸塩の中でも、安価で入手し易いことから、特に酢酸ナトリウムが好ましく用いられる。   The alkali metal carboxylate has a general formula R (COOM) n (wherein R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylaryl group or an arylalkyl group. , Lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, and n is an integer of 1 to 3). Alkali metal carboxylates can also be used as anhydrous, hydrated or aqueous solutions. Specific examples of the alkali metal carboxylate include, for example, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, sodium propionate, lithium valerate, sodium benzoate, sodium phenylacetate, potassium p-toluate, and mixtures thereof. Can be mentioned. Alkali metal carboxylate is an organic acid, an organic acid, and one or more compounds selected from the group consisting of alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, and alkali metal bicarbonates, with approximately equal chemical equivalents. You may form by adding and making it react one by one. Among the alkali metal carboxylates, sodium acetate is particularly preferably used because it is inexpensive and easily available.

これら重合助剤の使用量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対し、0.32〜0.70モルの範囲であり、0.37〜0.50モルの範囲がより好ましく、0.38〜0.45モルの範囲が更に好ましい。上記の範囲未満では、高重合度化効果が不十分であり、上記の範囲を越えると、それ以上の高重合度化効果が得られないばかりか、同重合度のポリマーを得るのに要する重合時間は逆に長くなる。   The amount of these polymerization aids used is in the range of 0.32 to 0.70 mol, more preferably in the range of 0.37 to 0.50 mol, with respect to 1 mol of the charged alkali metal sulfide, The range of 0.45 mol is more preferable. If it is less than the above range, the effect of increasing the degree of polymerization is insufficient, and if it exceeds the above range, not only the effect of increasing the degree of polymerization can be obtained, but also the polymerization required to obtain a polymer of the same degree of polymerization. Conversely, the time becomes longer.

これら重合助剤は、少なくとも後段重合工程(後記工程2)における反応系に含有されていればよい。したがって、その添加時期は、前段重合開始前の脱水工程の前か、前段重合開始時から後段重合途中のいずれかの時点、あるいはこれらの任意の組合せの時期であればよい。   These polymerization auxiliaries should just be contained in the reaction system in a back | latter stage polymerization process (postscript process 2) at least. Therefore, the timing of addition may be before the dehydration step before the start of the pre-stage polymerization, at any point in the middle of the post-stage polymerization from the start of the pre-stage polymerization, or any combination thereof.

(6)重合安定剤
本発明においては、重合反応系を安定化し、副反応を防止するために、重合安定剤を用いることもできる。重合安定剤は、重合反応系の安定化に寄与し、望ましくない副反応を抑制する。副反応の一つの目安としては、チオフェノールの生成が挙げられ、重合安定剤の添加によりチオフェノールの生成を抑えることができる。重合安定剤の具体例としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、及びアルカリ土類金属炭酸塩などの化合物が挙げられる。そのなかでも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物が好ましい。上述のアルカリ金属カルボン酸塩も重合安定剤として作用するので、本発明で使用する重合安定剤の一つに入る。
(6) Polymerization stabilizer In the present invention, a polymerization stabilizer can also be used in order to stabilize the polymerization reaction system and prevent side reactions. The polymerization stabilizer contributes to stabilization of the polymerization reaction system and suppresses undesirable side reactions. One measure of the side reaction is the generation of thiophenol, and the addition of a polymerization stabilizer can suppress the generation of thiophenol. Specific examples of the polymerization stabilizer include compounds such as alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal hydroxides, and alkaline earth metal carbonates. Among these, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide are preferable. Since the alkali metal carboxylate described above also acts as a polymerization stabilizer, it is one of the polymerization stabilizers used in the present invention.

これら重合安定剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合安定剤は、仕込みアルカリ金属硫化物1モルに対して、通常0.01〜0.20モル、好ましくは0.02〜0.15モル、より好ましくは0.03〜0.10モルの割合で使用する。この割合が少ないと安定化効果が不十分であり、逆に多すぎても経済的に不利益であったり、ポリマー収率が低下する傾向となる。重合安定剤の添加時期は、前段重合開始前の脱水工程の前か、前段重合開始時から後段重合途中のいずれかの時点、あるいはこれらの任意の組合わせの時期であればよい。好ましくは脱水工程の前あるいは前段重合開始時である。なお、脱水操作時にアルカリ金属硫化物の一部が分解して、硫化水素が発生する場合には、その結果生成したアルカリ金属水酸化物も重合安定剤となり得る。   These polymerization stabilizers can be used alone or in combination of two or more. The polymerization stabilizer is usually 0.01 to 0.20 mol, preferably 0.02 to 0.15 mol, more preferably 0.03 to 0.10 mol, relative to 1 mol of the charged alkali metal sulfide. Used in. If this ratio is small, the stabilizing effect is insufficient. Conversely, if the ratio is too large, it is economically disadvantageous or the polymer yield tends to decrease. The polymerization stabilizer may be added before the dehydration step before the start of the pre-stage polymerization, at any point during the start of the pre-stage polymerization or in the middle of the post-stage polymerization, or any combination thereof. Preferably, it is before the dehydration step or at the start of the previous stage polymerization. In addition, when a part of alkali metal sulfide decomposes | disassembles at the time of spin-drying | dehydration operation and hydrogen sulfide generate | occur | produces, the alkali metal hydroxide produced | generated as a result can also become a polymerization stabilizer.

(7)重合反応
本発明において、重合反応は下記重合反応1または重合反応2の方法で行われる。
(7) Polymerization Reaction In the present invention, the polymerization reaction is carried out by the following polymerization reaction 1 or polymerization reaction 2.

(7−1)重合反応1
本発明において重合反応1は、有機アミド溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、アルカリ金属硫化物1モル当たり0.32〜0.70モルの重合助剤の存在下に反応させてPPSを製造する方法において、前記の反応を少なくとも下記の工程1、2および反応時間条件により行うことを特徴とするが、さらに前処理工程や後処理工程などの付加的な工程があってもよい。
(7-1) Polymerization reaction 1
In the present invention, the polymerization reaction 1 is a reaction between an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent in the presence of 0.32 to 0.70 mol of polymerization aid per mol of the alkali metal sulfide. In the method for producing PPS, the above-described reaction is performed at least according to the following steps 1 and 2 and reaction time conditions, but there are additional steps such as a pretreatment step and a posttreatment step. Also good.

工程1:反応系内の含水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり、0.5モル以上1.5モル未満の条件下、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、245℃以上272℃未満の温度範囲内で反応させて、ポリフェニレンスルフィドのプレポリマーを生成する工程。   Step 1: Water content in the reaction system is charged to 245 ° C. or more and 272 ° C. under conditions of 0.5 mol or more and less than 1.5 mol per mol of alkali metal sulfide charged. Reacting within a temperature range of less than to produce a polyphenylene sulfide prepolymer.

工程2:272℃以上285℃未満の温度範囲内で、前記プレポリマーを反応させて高分子量ポリフェニレンスルフィドに転換する工程。   Process 2: The process of making the said prepolymer react within the temperature range of 272 degreeC or more and less than 285 degreeC, and converting into high molecular weight polyphenylene sulfide.

反応時間条件:前記工程1の反応時間T1(分)と、工程2の反応時間T2(分)の比(T1/T2)を0.45〜4.50に調節するとともに、200℃以上285℃未満の温度にある全反応時間が、300分以下である。   Reaction time condition: While adjusting the ratio (T1 / T2) of the reaction time T1 (min) of the step 1 and the reaction time T2 (min) of the step 2 to 0.45 to 4.50, the reaction time is 200 ° C. or more and 285 ° C. The total reaction time at a temperature below is 300 minutes or less.

上記の工程1を開始するのに際しては、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜220℃、好ましくは100〜220℃の温度範囲で、有機アミド溶媒にアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物を加える。この段階で重合助剤を加えてもよい。これらの原料の仕込み順序は、順不同であってもよく、同時であってもさしつかえない。アルカリ金属硫化物は、通常、水和物の形で使用されるが、その含有水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モルより少ない場合には、必要量を添加して補充する必要がある。アルカリ金属硫化物の含有水量が多すぎる場合には、ジハロ芳香族化合物を添加する前に、有機アミド溶媒とアルカリ金属硫化物を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去する必要がある(脱水工程)。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分を添加して補充する必要がある。     When starting Step 1 above, the alkali metal sulfide and the dihaloaromatic compound are added to the organic amide solvent in an inert gas atmosphere, preferably from room temperature to 220 ° C., preferably from 100 to 220 ° C. . A polymerization aid may be added at this stage. The order in which these raw materials are charged may be out of order or may be simultaneous. Alkali metal sulfides are usually used in the form of hydrates, but if the water content is less than 0.5 moles per mole of charged alkali metal sulfides, the necessary amount must be added and replenished. There is. If the alkali metal sulfide content is too high, before adding the dihaloaromatic compound, the mixture containing the organic amide solvent and the alkali metal sulfide is heated to remove excess water out of the system. Needed (dehydration process). In addition, when water is removed excessively by this operation, it is necessary to add and replenish the shortage.

アルカリ金属硫化物としては、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物、或いは反応前に別の反応槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。この方法に特に制限はないが、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜150℃、好ましくは常温から100℃の温度範囲で、有機アミド溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、少なくとも150℃以上、好ましくは180〜250℃まで昇温し、水分を留去させる方法が挙げられる(脱水工程)。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するためにトルエンなどを加えて反応を行ってもよい。   As alkali metal sulfide, alkali metal sulfide prepared in situ in the reaction system from alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide, or alkali metal sulfide prepared in another reaction tank before the reaction Can also be used. Although there is no particular limitation on this method, desirably, an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide are added to an organic amide solvent in an inert gas atmosphere at a temperature ranging from room temperature to 150 ° C., preferably from room temperature to 100 ° C. A method in which the temperature is raised to at least 150 ° C. or higher, preferably 180 to 250 ° C. under normal pressure or reduced pressure, to distill off water (dehydration step). A polymerization aid may be added at this stage. Moreover, in order to accelerate | stimulate distillation of a water | moisture content, you may react, adding toluene etc.

上記工程1における反応系の共存水量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モル以上1.5モル未満、好ましくは0.8〜1.2モルの範囲である。上記工程1の共存水量をこのような比較的少ない範囲に規定することにより、より短時間で高重合度のPPSを得ることができる。   The amount of coexisting water in the reaction system in Step 1 is in the range of 0.5 to less than 1.5 mol, preferably 0.8 to 1.2 mol, per mol of the charged alkali metal sulfide. By defining the amount of coexisting water in step 1 in such a relatively small range, PPS having a high degree of polymerization can be obtained in a shorter time.

上記工程1の反応温度は250℃以上265℃未満である。 The reaction temperature of step 1 is Ru der than 2 50 ° C. or higher 265 ° C..

上記工程2における反応系の共存水分量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モル以上1.5モル未満、好ましくは0.8〜1.2モルの範囲であることが望ましい。但し、より高重合度のPPSを得る目的の場合には、これに限らず、水分を任意の量で反応系に添加しても良い。この場合、水分の添加時期は、上記工程2の開始時点、中間時点、終期のいずれであっても良いが、上記工程2の反応時間の半分より前に添加を開始する事が好ましい。   The amount of coexisting water in the reaction system in Step 2 is 0.5 to 1.5 mol, preferably 0.8 to 1.2 mol, per mol of the alkali metal sulfide charged. However, for the purpose of obtaining PPS having a higher degree of polymerization, not limited to this, water may be added to the reaction system in an arbitrary amount. In this case, the addition timing of the water may be any of the start time, the intermediate time, and the end time of the above step 2, but it is preferable to start the addition before half the reaction time of the above step 2.

上記工程2の反応温度は272℃以上285℃未満であり、274℃以上282℃未満であることがより望ましい条件である。上記の範囲を越える反応温度では、反応系内が分解傾向となる場合があるため好ましくない。   The reaction temperature in the above step 2 is 272 ° C. or more and less than 285 ° C., and more preferably 274 ° C. or more and less than 282 ° C. A reaction temperature exceeding the above range is not preferable because the inside of the reaction system tends to decompose.

なお、上記工程1および2における反応は、上記温度範囲内で反応温度を一定にして行っても良いし、上記温度範囲内で徐々に昇温して行っても良い。   The reaction in the above steps 1 and 2 may be performed with the reaction temperature kept constant within the above temperature range, or may be performed by gradually raising the temperature within the above temperature range.

本発明において、上記工程1の反応時間T1としては、十分な高重合度化効果を経済的に得る観点から、60〜150分の範囲が好ましく、80〜130分の範囲がより好ましい。   In the present invention, the reaction time T1 in the above step 1 is preferably in the range of 60 to 150 minutes, more preferably in the range of 80 to 130 minutes, from the viewpoint of economically obtaining a sufficient degree of polymerization.

上記工程2の反応時間T2としては、十分な高重合度化効果を経済的に得る観点から、40〜120分の範囲が好ましく、60〜100分の範囲がより好ましい。   The reaction time T2 in the above step 2 is preferably in the range of 40 to 120 minutes, more preferably in the range of 60 to 100 minutes, from the viewpoint of economically obtaining a sufficient degree of polymerization.

重合反応1において十分に高重合度化を達成するため、上記工程1の反応時間T1と工程2の反応時間T2の比(T1/T2)は、0.5〜3.0の範囲である。 In order to achieve a sufficiently high degree of polymerization in the polymerization reaction 1, the ratio (T1 / T2) of the reaction time T1 in step 1 to the reaction time T2 in step 2 is 0 . Area by Der of 5 to 3.0.

さらに、本発明においては、200℃以上285℃未満の温度範囲における全反応時間が300分以下、より好ましくは250分以下であることが望ましい。それ以上、反応時間を継続しても、十分な高重合度化効果は認められないばかりか、経済的に不利になる。全反応時間の下限については、100分以上であることが好ましく、より好ましくは150分以上である。   Furthermore, in the present invention, it is desirable that the total reaction time in the temperature range of 200 ° C. or more and less than 285 ° C. is 300 minutes or less, more preferably 250 minutes or less. Even if the reaction time is continued further, not only a sufficiently high polymerization degree effect is not recognized, but it becomes economically disadvantageous. About the minimum of total reaction time, it is preferable that it is 100 minutes or more, More preferably, it is 150 minutes or more.

(7−2)重合反応2
本発明において重合反応2は、有機アミド溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、アルカリ金属硫化物1モル当たり0.32〜0.70モルの重合助剤の存在下に反応させてPPSを製造する方法において、前記の反応を少なくとも下記の工程1、2および反応時間条件により行うことを特徴とするが、さらに前処理工程や後処理工程などの付加的な工程があってもよい。
(7-2) Polymerization reaction 2
In the present invention, the polymerization reaction 2 is a reaction between an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent in the presence of 0.32 to 0.70 mol of polymerization aid per mol of the alkali metal sulfide. In the method for producing PPS, the above-described reaction is performed at least according to the following steps 1 and 2 and reaction time conditions, but there are additional steps such as a pretreatment step and a posttreatment step. Also good.

工程1:反応系内の含水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり、0.5モル以上1.5モル未満の条件下、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、245℃以上255℃未満の温度範囲内で反応させて、ポリフェニレンスルフィドのプレポリマーを生成する工程。   Step 1: Water content in the reaction system is charged to 245 ° C. or more and 255 ° C. between alkali metal sulfide and dihaloaromatic compound under conditions of 0.5 mol or more and less than 1.5 mol per mol of the alkali metal sulfide charged. Reacting within a temperature range of less than to produce a polyphenylene sulfide prepolymer.

工程2:275℃以上285℃未満の温度範囲内で、前記プレポリマーを反応させて高分子量ポリフェニレンスルフィドに転換する工程。   Process 2: The process of making the said prepolymer react within the temperature range of 275 degreeC or more and less than 285 degreeC, and converting into high molecular weight polyphenylene sulfide.

反応時間条件:前記工程1の反応時間T3(分)と、工程2の反応時間T4(分)の比(T3/T4)を0.15〜1.7に調節するとともに、200℃以上285℃未満の温度にある全反応時間が、300分以下である。   Reaction time condition: While adjusting the ratio (T3 / T4) of the reaction time T3 (min) in the above step 1 to the reaction time T4 (min) in the step 2 to 0.15 to 1.7, the reaction time is 200 ° C. or more and 285 ° C. The total reaction time at a temperature below is 300 minutes or less.

上記の工程1を開始するのに際しては、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜220℃、好ましくは100〜220℃の温度範囲で、有機アミド溶媒にアルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物を加える。この段階で重合助剤を加えてもよい。これらの原料の仕込み順序は、順不同であってもよく、同時であってもさしつかえない。アルカリ金属硫化物は、通常、水和物の形で使用されるが、その含有水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モルより少ない場合には、必要量を添加して補充する必要がある。アルカリ金属硫化物の含有水量が多すぎる場合には、ジハロ芳香族化合物を添加する前に、有機アミド溶媒とアルカリ金属硫化物を含む混合物を昇温し、過剰量の水を系外に除去する必要がある(脱水工程)。なお、この操作により水を除去し過ぎた場合には、不足分を添加して補充する必要がある。   When starting Step 1 above, the alkali metal sulfide and the dihaloaromatic compound are added to the organic amide solvent in an inert gas atmosphere, preferably from room temperature to 220 ° C., preferably from 100 to 220 ° C. . A polymerization aid may be added at this stage. The order in which these raw materials are charged may be out of order or may be simultaneous. Alkali metal sulfides are usually used in the form of hydrates, but if the water content is less than 0.5 moles per mole of charged alkali metal sulfides, the necessary amount must be added and replenished. There is. If the alkali metal sulfide content is too high, before adding the dihaloaromatic compound, the mixture containing the organic amide solvent and the alkali metal sulfide is heated to remove excess water out of the system. Needed (dehydration process). In addition, when water is removed excessively by this operation, it is necessary to add and replenish the shortage.

アルカリ金属硫化物としては、アルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物から、反応系においてin situで調製されるアルカリ金属硫化物、或いは反応前に別の反応槽で調製されるアルカリ金属硫化物も用いることができる。この方法に特に制限はないが、望ましくは不活性ガス雰囲気下、常温〜150℃、好ましくは常温から100℃の温度範囲で、有機アミド溶媒にアルカリ金属水硫化物とアルカリ金属水酸化物を加え、常圧または減圧下、少なくとも150℃以上、好ましくは180〜250℃まで昇温し、水分を留去させる方法が挙げられる(脱水工程)。この段階で重合助剤を加えてもよい。また、水分の留去を促進するためにトルエンなどを加えて反応を行ってもよい。   As alkali metal sulfide, alkali metal sulfide prepared in situ in the reaction system from alkali metal hydrosulfide and alkali metal hydroxide, or alkali metal sulfide prepared in another reaction tank before the reaction Can also be used. Although there is no particular limitation on this method, desirably, an alkali metal hydrosulfide and an alkali metal hydroxide are added to an organic amide solvent in an inert gas atmosphere at a temperature ranging from room temperature to 150 ° C., preferably from room temperature to 100 ° C. A method in which the temperature is raised to at least 150 ° C. or higher, preferably 180 to 250 ° C. under normal pressure or reduced pressure, to distill off water (dehydration step). A polymerization aid may be added at this stage. Moreover, in order to accelerate | stimulate distillation of a water | moisture content, you may react, adding toluene etc.

上記工程1における反応系の共存水量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モル以上1.5モル未満、好ましくは0.8〜1.2モルの範囲である。上記工程1の共存水量をこのような比較的少ない範囲に規定することにより、より短時間で高重合度のPPSを得ることができる。   The amount of coexisting water in the reaction system in Step 1 is in the range of 0.5 to less than 1.5 mol, preferably 0.8 to 1.2 mol, per mol of the charged alkali metal sulfide. By defining the amount of coexisting water in step 1 in such a relatively small range, PPS having a high degree of polymerization can be obtained in a shorter time.

上記工程1の反応温度は245℃以上255℃未満であり、245℃以上253℃未満であることがより望ましい。   The reaction temperature in Step 1 is 245 ° C. or higher and lower than 255 ° C., and more preferably 245 ° C. or higher and lower than 253 ° C.

上記工程2における反応系の共存水分量は、仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり0.5モル以上1.5モル未満、好ましくは0.8〜1.2モルの範囲であることが望ましい。但し、より高重合度のPPSを得る目的の場合には、これに限らず、水分を任意の量で反応系に添加しても良い。この場合、水分の添加時期は、上記工程2の開始時点、中間時点、終期のいずれであっても良いが、上記工程2の反応時間の半分より前に添加を開始する事が好ましい。   The amount of coexisting water in the reaction system in Step 2 is 0.5 to 1.5 mol, preferably 0.8 to 1.2 mol, per mol of the alkali metal sulfide charged. However, for the purpose of obtaining PPS having a higher degree of polymerization, not limited to this, water may be added to the reaction system in an arbitrary amount. In this case, the addition timing of the water may be any of the start time, the intermediate time, and the end time of the above step 2, but it is preferable to start the addition before half the reaction time of the above step 2.

上記工程2の反応温度は275℃以上285℃未満であり、278℃以上282℃未満であることがより望ましい条件である。上記の範囲を越える反応温度では、反応系内が分解傾向となる場合があるため好ましくない。   The reaction temperature in the above step 2 is 275 ° C. or more and less than 285 ° C., and more preferably 278 ° C. or more and less than 282 ° C. A reaction temperature exceeding the above range is not preferable because the inside of the reaction system tends to decompose.

なお、上記工程1および2における反応は、上記温度範囲内で反応温度を一定にして行っても良いし、上記温度範囲内で徐々に昇温して行っても良い。   The reaction in the above steps 1 and 2 may be performed with the reaction temperature kept constant within the above temperature range, or may be performed by gradually raising the temperature within the above temperature range.

重合反応2において、上記工程1の反応時間T3としては、十分な高重合度化効果を経済的に得る観点から30〜100分の範囲が好ましく、50〜90分の範囲がより好ましい。   In the polymerization reaction 2, the reaction time T3 in the above step 1 is preferably in the range of 30 to 100 minutes, more preferably in the range of 50 to 90 minutes, from the viewpoint of economically obtaining a sufficient degree of polymerization.

上記工程2の反応時間T4としては、十分な重合度化効果を経済的に得る観点から60〜150分の範囲が好ましく、70〜120分の範囲がより好ましい。   As reaction time T4 of the said process 2, the range for 60 to 150 minutes is preferable from the viewpoint of obtaining sufficient polymerization degree effect economically, and the range for 70 to 120 minutes is more preferable.

また、重合反応2における上記工程1の反応時間T3と工程2の反応時間T4の比(T3/T4)は、0.15〜1.7であり、0.2〜1.7の範囲であることが好ましく、0.3〜1.3の範囲がより好ましい。   Moreover, ratio (T3 / T4) of reaction time T3 of the said process 1 in the polymerization reaction 2 and reaction time T4 of the process 2 is 0.15-1.7, and is the range of 0.2-1.7. The range of 0.3 to 1.3 is more preferable.

さらに、本発明においては、200℃以上285℃未満の温度範囲における全反応時間が300分以下、より好ましくは250分以下であることが望ましい。それ以上、反応時間を継続しても、十分な高重合度化効果は認められないばかりか、経済的に不利になる。全反応時間の下限については、100分以上であることが好ましく、より好ましくは150分以上である。   Furthermore, in the present invention, it is desirable that the total reaction time in the temperature range of 200 ° C. or more and less than 285 ° C. is 300 minutes or less, more preferably 250 minutes or less. Even if the reaction time is continued further, not only a sufficiently high polymerization degree effect is not recognized, but it becomes economically disadvantageous. About the minimum of total reaction time, it is preferable that it is 100 minutes or more, More preferably, it is 150 minutes or more.

(8)重合溶媒の回収
本発明においては、重合終了後における有機アミド溶媒の回収を、常法によって行うことができる。例えば、PPS、有機アミド溶媒、重合助剤、副生アルカリ金属ハライドを含む反応混合物から、有機アミド溶媒を直接、蒸発または蒸留することができる。あるいは冷却した前記反応混合物をそのまま、或いは水などで希釈してから濾別し、そのろ液を抽出した後に、有機アミド溶媒を蒸発または蒸留することができる。
(8) Recovery of polymerization solvent In the present invention, recovery of the organic amide solvent after the completion of polymerization can be carried out by a conventional method. For example, the organic amide solvent can be directly evaporated or distilled from a reaction mixture containing PPS, an organic amide solvent, a polymerization aid, and a by-product alkali metal halide. Alternatively, the cooled reaction mixture may be filtered as it is or after diluting with water or the like, and after the filtrate is extracted, the organic amide solvent may be evaporated or distilled.

前記、反応混合物から直接、蒸発または蒸留によって、有機アミド溶媒を回収する場合には、高温状態の重合反応物を蒸発または蒸留するか、必要に応じて重合反応混合物を加熱して蒸発または蒸留することができる。特に有機アミド溶媒および生成ポリマーの回収が容易であり、有機アミド溶媒の回収コストが低いフラッシュ法がより好ましい方法である。フラッシュ法は、一般に良く知られている既知の方法によって行うことができる。具体的には、例えば、前記重合工程2の終了後、高温状態にある反応混合物を配管を通してフラッシュ用タンクに導入し、該フラッシュタンク内で蒸発した有機アミド溶媒を有機アミド溶媒回収用のタンクに回収する。この際、有機アミド溶媒の回収率を高めるために、前記フラッシュ用タンクを熱媒等により加熱することができ、例えば、有機アミド溶媒としてNMPを使用した場合には、200℃以上、好ましくは220〜240℃の温度範囲で前記フラッシュ用タンクを加熱することが望ましい。また、有機アミド溶媒の回収率をより高めるためには、不活性気体を前記フラッシュ用タンクに流通させることもできる。前記不活性気体としては、水蒸気、窒素ガス、炭酸ガスなどが挙げられ、中でも水蒸気がコストの点で好ましい。さらに有機アミド溶媒の回収率を高めるためには、前記フラッシュ用タンクを真空或いは減圧にすることもできる。   When the organic amide solvent is recovered directly from the reaction mixture by evaporation or distillation, the polymerization reaction product in a high temperature state is evaporated or distilled, or the polymerization reaction mixture is heated and evaporated as necessary. be able to. In particular, the flash method is more preferable because the recovery of the organic amide solvent and the produced polymer is easy and the recovery cost of the organic amide solvent is low. The flash method can be performed by a known method that is generally well known. Specifically, for example, after completion of the polymerization step 2, the reaction mixture in a high temperature state is introduced into a flash tank through a pipe, and the organic amide solvent evaporated in the flash tank is supplied to the organic amide solvent recovery tank. to recover. At this time, in order to increase the recovery rate of the organic amide solvent, the flash tank can be heated with a heating medium or the like. For example, when NMP is used as the organic amide solvent, it is 200 ° C. or higher, preferably 220 ° C. It is desirable to heat the flash tank in a temperature range of ~ 240 ° C. In order to further increase the recovery rate of the organic amide solvent, an inert gas can be circulated through the flash tank. Examples of the inert gas include water vapor, nitrogen gas, carbon dioxide gas, etc. Among them, water vapor is preferable in terms of cost. In order to further increase the recovery rate of the organic amide solvent, the flash tank can be evacuated or reduced in pressure.

重合溶媒をフラッシュ法により回収した場合、得られるPPSの多くは粉末状となるため、その後のポリマー回収工程において、副生アルカリ金属ハライド、PPSオリゴマー等の不純物を洗浄によって除去しにくくなるという問題がある。一方、重合終了後、特定の冷却速度で反応混合物を徐々に冷却した後、有機アミド溶媒を回収した場合、得られるPPSの多くは粒状で得られるため、副生アルカリ金属ハライド、PPSオリゴマー等の除去が容易に行える反面、前記PPSオリゴマーの除去により、ポリマー収率がフラッシュ法に比較して5〜10%低下する問題がある。本発明におけるポリフェニレンスルフィドの製造方法では、重合溶媒をフラッシュ法により回収した場合においても、高分子量のPPSを短時間に効率よく高収率で得ることができる。   When the polymerization solvent is recovered by the flash method, most of the obtained PPS is in the form of powder, so that in the subsequent polymer recovery process, it is difficult to remove impurities such as by-product alkali metal halides and PPS oligomers by washing. is there. On the other hand, after the polymerization is completed, the reaction mixture is gradually cooled at a specific cooling rate, and when the organic amide solvent is recovered, since most of the obtained PPS is obtained in a granular form, by-product alkali metal halide, PPS oligomer, etc. Although the removal can be easily performed, the removal of the PPS oligomer has a problem that the polymer yield is reduced by 5 to 10% as compared with the flash method. In the method for producing polyphenylene sulfide in the present invention, high molecular weight PPS can be efficiently obtained in a high yield in a short time even when the polymerization solvent is recovered by a flash method.

(9)ポリマーの回収
本発明においては、重合反応終了後のポリマー回収を、常法によって行なうことができる。例えば、重合反応の終了後、重合溶媒である有機アミド溶媒をフラッシュ法により揮散除去してから、あるいは冷却した生成物スラリーをそのまま、あるいは水などで稀釈し濾別してから、水洗濾過を繰り返し、生成ポリマー中に残留する副生アルカリ金属ハライド、PPSオリゴマー等を除去する。また、前記ポリマーの水洗に関し、少なくとも1回以上は、120℃以上、好ましくは150℃〜200℃の温度範囲で水洗を行うことが望ましい。また、水洗後、ポリマーを濾別回収した後に、さらに洗浄水で置換すると、水洗の効率が向上する。
(9) Polymer Recovery In the present invention, the polymer recovery after the completion of the polymerization reaction can be performed by a conventional method. For example, after completion of the polymerization reaction, the organic amide solvent as a polymerization solvent is removed by flashing, or the cooled product slurry is diluted as it is or diluted with water and filtered, and then washed and filtered repeatedly. By-product alkali metal halide, PPS oligomer, etc. remaining in the polymer are removed. Regarding the washing of the polymer with water, it is desirable to carry out washing at least once at a temperature of 120 ° C. or higher, preferably 150 ° C. to 200 ° C. In addition, after washing with water and collecting the polymer by filtration and further replacing with washing water, the efficiency of washing with water is improved.

水洗は、バッチ式、連続式、およびこれら任意の組み合わせにより行うことができる。洗浄がバッチ式の場合、一度の洗浄に使用する水の量は、ポリマー1gに対し2〜20g、好ましくは5〜15gである。また、一度の洗浄に必要とする時間は、5〜60分、好ましくは10〜30分である。また、上記濾別・篩分後、PPSを重合溶媒と同じ有機アミド溶媒やケトン類、アルコール類などの有機溶媒で洗浄処理してもよい。PPSを酢酸、塩酸などの酸や塩化アンモニウムのような塩で処理することもできる。   Washing with water can be performed batchwise, continuously, or any combination thereof. When the washing is batch type, the amount of water used for one washing is 2 to 20 g, preferably 5 to 15 g, per 1 g of the polymer. Moreover, the time required for one washing | cleaning is 5 to 60 minutes, Preferably it is 10 to 30 minutes. Further, after the above filtration and sieving, the PPS may be washed with the same organic amide solvent as the polymerization solvent, or an organic solvent such as ketones or alcohols. PPS can also be treated with an acid such as acetic acid or hydrochloric acid or a salt such as ammonium chloride.

本発明においては、洗浄濾過後のポリマーの乾燥を、常法によって行うことができる。乾燥方法は特に限定されないが、不活性ガス雰囲気下あるいは真空または減圧下、100℃以上の温度、好ましくは120〜180℃の温度範囲で乾燥を行うことが、より好ましい条件である。乾燥は、バッチ式、連続式或いはこれら任意の組み合わせであっても良い。   In the present invention, the polymer after washing and filtration can be dried by a conventional method. The drying method is not particularly limited, but it is more preferable to perform the drying at a temperature of 100 ° C. or higher, preferably in a temperature range of 120 to 180 ° C., under an inert gas atmosphere or under vacuum or reduced pressure. Drying may be performed batchwise, continuously, or any combination thereof.

(10)生成PPS
本発明の方法により、高分子量のPPSを短時間で収率よく得ることができる。本発明の方法により得られるPPSは、直鎖状に高分子量化されているので、射出成形品のみならず、押出成形により、シート、フィルム、繊維及びパイプなどの押出成形品に成形することもできる。
(10) Generated PPS
By the method of the present invention, a high molecular weight PPS can be obtained in a high yield in a short time. Since the PPS obtained by the method of the present invention has a high molecular weight in a linear form, it can be molded not only into injection molded products but also into extruded products such as sheets, films, fibers and pipes by extrusion molding. it can.

本発明の方法により得られるPPSは、単独でも使用することができるが、所望により各種無機充填剤、繊維状充填剤及び各種合成樹脂などを配合して用いることができる。かかる無機充填剤の具体例としては、タルク、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、マイカ、カオリン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、アスベスト、アルミナシリケートなどの珪酸塩、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄などの金属化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、カーボンブラックおよびシリカ、黒鉛などが挙げられる。繊維状充填剤の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、炭酸カルシウムウィスカー、ワラステナイトウィスカー、硼酸アルミウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石コウ繊維、金属繊維などが挙げられる。また、合成樹脂の具体例としては、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリルサルフォン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリチオエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂などが挙げられる。特に、PPSの柔軟性、耐衝撃性を改善することを目的として、前記合成樹脂の他に、エポキシ基含有オレフィン系共重合体、エチレン・α−オレフィン系共重合体を、単独あるいはこれらを任意の割合で配合して用いることができる。前記エポキシ基含有オレフィン共重合体としては、エチレン/プロピレン−g−メタクリル酸グリシジル共重合体(”g”はグラフトを表す、以下同じ)、エチレン/ブテン−1−g−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体等のようなα−オレフィンとα、β−不飽和カルボン酸のグリシジルエステルを必須共重合成分とするオレフィン系共重合体が好ましく挙げられる。中でも、エチレン/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジル共重合体が特に好ましい。前記エチレン・α−オレフィン系共重合体としては、エチレンおよび炭素数3〜20を有する少なくとも1種以上のα−オレフィンを構成成分とする共重合体が挙げられる。炭素数3〜20のα−オレフィンとして、具体的にはプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、9−メチル−1−デセン、11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テトラデセンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。   The PPS obtained by the method of the present invention can be used alone, but various inorganic fillers, fibrous fillers, various synthetic resins and the like can be blended and used as desired. Specific examples of such inorganic fillers include silicates such as talc, wollastonite, zeolite, sericite, mica, kaolin, clay, pyrophyllite, bentonite, asbestos, alumina silicate, silicon oxide, magnesium oxide, alumina, oxidation Metal compounds such as zirconium, titanium oxide and iron oxide, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and dolomite, sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, hydroxides such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide and aluminum hydroxide , Glass beads, glass flakes, glass powder, ceramic beads, boron nitride, silicon carbide, carbon black and silica, graphite and the like. Specific examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, potassium titanate whisker, zinc oxide whisker, calcium carbonate whisker, wollastonite whisker, aluminum borate whisker, aramid fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, ceramic fiber, Examples include asbestos fiber, stone koji fiber, and metal fiber. Specific examples of the synthetic resin include polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, modified polyphenylene ether resin, polysulfone resin, polyallyl sulfone resin, polyketone resin, polyetherimide resin, polyarylate resin, and liquid crystal polymer. , Polyether sulfone resin, polyether ketone resin, polythioether ketone resin, polyether ether ketone resin, polyimide resin, polyamideimide resin, and tetrafluoropolyethylene resin. In particular, for the purpose of improving the flexibility and impact resistance of PPS, in addition to the synthetic resin, an epoxy group-containing olefin copolymer and an ethylene / α-olefin copolymer may be used alone or arbitrarily. It can mix | blend and use in the ratio of. Examples of the epoxy group-containing olefin copolymer include an ethylene / propylene-g-glycidyl methacrylate copolymer (“g” represents a graft, the same shall apply hereinafter), an ethylene / butene-1-g-glycidyl methacrylate copolymer. Α- such as ethylene / glycidyl acrylate copolymer, ethylene / glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / methyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / methyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer, etc. Preferred are olefin copolymers containing olefin and glycidyl ester of α, β-unsaturated carboxylic acid as essential copolymerization components. Of these, ethylene / glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / methyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymer, and ethylene / methyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer are particularly preferable. Examples of the ethylene / α-olefin copolymer include copolymers having ethylene and at least one α-olefin having 3 to 20 carbon atoms as constituent components. Specific examples of the α-olefin having 3 to 20 carbon atoms include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1 -Dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene 3-ethyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-hexene, 4,4-dimethyl-1-hexene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 4-ethyl-1 -Hexene, 3-ethyl-1-hexene, 9-methyl-1-decene, 11-methyl-1-dodecene, 12-ethyl-1-tetradecene and combinations thereof To be mentioned.

以下、実施例及び比較例により、本発明についてさらに具体的に説明する。なお、物性の測定は以下の方法に準じて行なった。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The physical properties were measured according to the following methods.

(1)ポリマーの収率
脱水工程後のオートクレーブ中の硫化ナトリウムが全てPPSに転化したと仮定した重量(理論量)を基準とした。硫化ナトリウムがジハロ芳香族化合物よりも過剰に仕込まれた場合は、すべてPPSに転化することはあり得ない場合もあるが、その場合でも一応硫化ナトリウムの量を基準として考えることとする。
(1) Polymer Yield Based on the weight (theoretical amount) assumed that all sodium sulfide in the autoclave after the dehydration step was converted to PPS. If sodium sulfide is charged in excess of the dihaloaromatic compound, it may not be converted to PPS at all, but even in that case, the amount of sodium sulfide should be considered as a standard.

(2)ポリマーの溶融粘度
東洋精機社製メルトインデクサ(オリフィス長8mm、荷重5000g)を用い、315℃、滞留時間5分間の条件で測定を行ない、ポリマーのメルトフローレートを比較した。
(2) Melt viscosity of polymer Using a melt indexer (orifice length 8 mm, load 5000 g) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., measurement was performed under the conditions of 315 ° C. and a residence time of 5 minutes, and the melt flow rate of the polymer was compared.

[実施例1]
(脱水工程)
撹拌機および底部に抜き出し用のバルブを装備したオートクレーブに、47.4%水硫化ナトリウム118g(1.00モル)、96%水酸化ナトリウム42.9g(1.03モル)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)198g(2.00モル)、酢酸ナトリウム31.3g(0.38モル)、及びイオン交換水150gを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、水210gおよびNMP4gを留出したのち、反応容器を160℃に冷却した。仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たりの系内残存水分量は、NMPの加水分解に消費された水分を含めて1.15モルであった。また、硫化水素の飛散量は2モル%であった。
[Example 1]
(Dehydration process)
In an autoclave equipped with a stirrer and a valve at the bottom, 118 g (1.00 mol) of 47.4% sodium hydrosulfide, 42.9 g (1.03 mol) of 96% sodium hydroxide, N-methyl-2 -198 g (2.00 mol) of pyrrolidone (NMP), 31.3 g (0.38 mol) of sodium acetate and 150 g of ion-exchanged water were charged and gradually heated to 240 ° C. over about 3 hours while passing nitrogen at normal pressure. After distilling 210 g of water and 4 g of NMP, the reaction vessel was cooled to 160 ° C. The amount of water remaining in the system per mole of the alkali metal sulfide charged was 1.15 mol including the water consumed for the hydrolysis of NMP. The amount of hydrogen sulfide scattered was 2 mol%.

(工程1)
次に、p−ジクロロベンゼン(p−DCB)147g(1.00モル)、NMP92.1g(0.93モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封し、240rpmで撹拌しながら、200℃から250℃まで0.8℃/分の速度で昇温し、250℃で70分保持した。次いで、0.8℃/分の速度で272℃まで昇温した。
(Process 1)
Next, 147 g (1.00 mol) of p-dichlorobenzene (p-DCB) and 92.1 g (0.93 mol) of NMP were added, the reaction vessel was sealed under nitrogen gas, and the mixture was stirred at 240 rpm. From 250 to 250 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min and held at 250 ° C. for 70 minutes. Next, the temperature was raised to 272 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min.

(工程2)
引き続き0.8℃/分の速度で272℃から278℃まで昇温し、78分保持した。278℃で78分経過後、オートクレーブ底部に装備した抜き出し用バルブを開放して内容物をフラッシュし、室温近傍まで急冷した。
(Process 2)
Subsequently, the temperature was raised from 272 ° C. to 278 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min, and held for 78 minutes. After 78 minutes at 278 ° C., the extraction valve provided at the bottom of the autoclave was opened, the contents were flushed, and rapidly cooled to near room temperature.

(回収工程)
フラッシュした内容物を1.0リットルの温イオン交換水で希釈後、液体部と固形部をグラスフィルターで濾別し、得られた固形部を1.0リットルの温イオン交換水で数回洗浄、濾別した。次いで、濾別した固形部および1.2リットルのイオン交換水を攪拌機付きオートクレーブに仕込み、窒素置換した後、195℃に昇温して30分間保持した。30分経過後、オートクレーブを90℃まで急冷し、内容物をグラスフィルターで濾別してPPSポリマー粒子を得た。これを、窒素気流下120℃で乾燥した。
(Recovery process)
After diluting the flushed contents with 1.0 liter of warm ion-exchanged water, the liquid part and the solid part are separated by a glass filter, and the resulting solid part is washed several times with 1.0 liter of warm ion-exchanged water. And filtered off. Next, the solid portion separated by filtration and 1.2 liters of ion exchange water were charged into an autoclave equipped with a stirrer and purged with nitrogen, and then heated to 195 ° C. and held for 30 minutes. After 30 minutes, the autoclave was rapidly cooled to 90 ° C., and the contents were filtered off with a glass filter to obtain PPS polymer particles. This was dried at 120 ° C. under a nitrogen stream.

得られたPPSのメルトフローレートは200g/10分であり、収率は98%であった(表1)。   The melt flow rate of the obtained PPS was 200 g / 10 min, and the yield was 98% (Table 1).

[比較例1]
下記の点以外は実施例1と同様に重合、回収操作を行った。
[Comparative Example 1]
Polymerization and recovery operations were performed in the same manner as in Example 1 except for the following points.

・(工程1)における反応を、200℃から250℃までまで0.8℃/分の速度で昇温し、250℃で70分保持した後、250℃から270℃まで0.8℃/分の速度で昇温した。   The reaction in (Step 1) was heated from 200 ° C. to 250 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min, held at 250 ° C. for 70 minutes, and then from 250 ° C. to 270 ° C. at 0.8 ° C./min. The temperature was raised at a rate of.

・引き続き(工程2)における反応を、270℃で78分保持した後、270℃から278℃まで0.8℃/分の速度で昇温し、内容物をフラッシュした。   Subsequently, the reaction in (Step 2) was maintained at 270 ° C. for 78 minutes, and then the temperature was increased from 270 ° C. to 278 ° C. at a rate of 0.8 ° C./minute to flush the contents.

得られたPPSのメルトフローレートは288g/10分であり、収率は98%であった(表1)。これより、(工程2)における定温反応温度を278℃とする方が、高重合度化には優れていることがわかる。   The melt flow rate of the obtained PPS was 288 g / 10 min, and the yield was 98% (Table 1). From this, it can be seen that the constant temperature reaction temperature in (Step 2) is 278 ° C., which is superior in increasing the degree of polymerization.

[比較例2]
(脱水工程)における酢酸ナトリウム仕込量を24.1g(0.29モル)とした以外は、実施例1と同様にして重合、回収操作を行った。
[Comparative Example 2]
Polymerization and recovery operations were performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium acetate charged in (dehydration step) was 24.1 g (0.29 mol).

得られたPPSのメルトフローレートは355g/10分であり、収率は99%であった(表1)。これより、重合に使用する重合助剤量が少なすぎると、得られるPPSは低重合度化することがわかる。   The melt flow rate of the obtained PPS was 355 g / 10 min, and the yield was 99% (Table 1). From this, it can be seen that if the amount of the polymerization aid used for the polymerization is too small, the resulting PPS has a low degree of polymerization.

[実施例2]
(工程1)における反応を、200℃から260℃まで0.8℃/分の速度で昇温し、260℃で70分保持した後、260℃から272℃まで0.8℃/分
の速度で昇温した以外は、実施例1と同様に重合、回収操作を行った。
[Example 2]
The reaction in (Step 1) was heated from 200 ° C. to 260 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min, held at 260 ° C. for 70 minutes, and then from 260 ° C. to 272 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min. Polymerization and recovery operations were carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised.

得られたPPSのメルトフローレートは180g/10分であり、収率は98%であった(表1)。(工程1)における定温反応温度を260℃とすると、さらに高重合度のPPSが得られやすいことがわかる。   The melt flow rate of the obtained PPS was 180 g / 10 min, and the yield was 98% (Table 1). It can be seen that when the constant temperature reaction temperature in (Step 1) is 260 ° C., PPS having a higher degree of polymerization is more easily obtained.

[実施例3]
(工程1)における250℃での保持時間を50分とし、(工程2)における278℃での保持時間を98分とした以外は、実施例1と同様に重合、回収操作を行った。
[Example 3]
Polymerization and recovery operations were performed in the same manner as in Example 1 except that the holding time at 250 ° C. in (Step 1) was 50 minutes and the holding time at 278 ° C. in (Step 2) was 98 minutes.

得られたPPSのメルトフローレートは220g/10分であり、収率は99%であった(表1)。(工程1)における245℃以上272℃未満の反応時間T1と(工程2)における272℃以上285℃未満の反応時間T2の配分によって、得られるPPSの重合度は異なることがわかる。   The melt flow rate of the obtained PPS was 220 g / 10 min, and the yield was 99% (Table 1). It can be seen that the degree of polymerization of the resulting PPS differs depending on the distribution of the reaction time T1 of 245 ° C. or more and less than 272 ° C. in (Step 1) and the reaction time T2 of 272 ° C. or more and less than 285 ° C. in (Step 2).

[実施例4]
(工程1)における250℃での保持時間を100分とし、(工程2)における反応を、0.8℃/分の速度で272℃から275℃まで昇温し、275℃で85分保持した以外は、実施例1と同様にして重合、回収操作を行った。
[Example 4]
The holding time at 250 ° C. in (Step 1) was 100 minutes, and the reaction in (Step 2) was heated from 272 ° C. to 275 ° C. at a rate of 0.8 ° C./min and held at 275 ° C. for 85 minutes. Except for the above, polymerization and recovery operations were carried out in the same manner as in Example 1.

得られたPPSのメルトフローレートは210g/10分であり、収率は98%であった(表1)。   The melt flow rate of the obtained PPS was 210 g / 10 min, and the yield was 98% (Table 1).

[比較例3]
(脱水工程)の終了後((工程1)の始めに)、0.5モルの水を添加した以外は、実施例4と同様に重合、回収操作を行った。
[Comparative Example 3]
After completion of (dehydration step) (at the beginning of (step 1)), polymerization and recovery operations were performed in the same manner as in Example 4 except that 0.5 mol of water was added.

得られたPPSのメルトフローレートは454g/10分であり、収率は98%であった(表1)。これより、(工程1)における水分量が多いと、高重合度のPPSは得られないことがわかる。   The melt flow rate of the obtained PPS was 454 g / 10 min, and the yield was 98% (Table 1). From this, it is understood that PPS having a high degree of polymerization cannot be obtained when the amount of water in (Step 1) is large.

Figure 0004765264
Figure 0004765264

Claims (4)

有機アミド溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、アルカリ金属硫化物1モル当たり0.32〜0.70モルの重合助剤の存在下に反応させてポリフェニレンスルフィドを製造する方法において、前記の反応を少なくとも下記の工程1、2および反応時間条件により行うことを特徴とするポリフェニレンスルフィドの製造方法。
工程1:反応系内の含水量が仕込みアルカリ金属硫化物1モル当たり、0.5モル以上1.5モル未満の条件下、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを、250℃以上265℃未満の温度範囲内で反応させて、ポリフェニレンスルフィドのプレポリマーを生成する工程。
工程2:272℃以上285℃未満の温度範囲内で、前記プレポリマーを反応させて高分子量ポリフェニレンスルフィドに転換する工程。
反応時間条件:前記工程1の反応時間T1(分)と、工程2の反応時間T2(分)の比(T1/T2)を0.5〜3.0に調節するとともに、200℃以上285℃未満の温度にある全反応時間が、300分以下である。
Process for producing polyphenylene sulfide by reacting an alkali metal sulfide and a dihaloaromatic compound in an organic amide solvent in the presence of 0.32 to 0.70 mole of a polymerization aid per mole of alkali metal sulfide The method for producing polyphenylene sulfide, wherein the reaction is carried out at least in the following steps 1 and 2 and reaction time conditions.
Step 1: Water content in the reaction system is charged to a temperature of 250 ° C. or more and 265 ° C. between the alkali metal sulfide and the dihaloaromatic compound under the conditions of 0.5 mol or more and less than 1.5 mol per mol of the alkali metal sulfide charged. Reacting within a temperature range of less than to produce a polyphenylene sulfide prepolymer.
Process 2: The process of making the said prepolymer react within the temperature range of 272 degreeC or more and less than 285 degreeC, and converting into high molecular weight polyphenylene sulfide.
Reaction time condition: While adjusting the ratio (T1 / T2) of the reaction time T1 (min) of the step 1 and the reaction time T2 (min) of the step 2 to 0.5 to 3.0, it is 200 ° C. or more and 285 ° C. The total reaction time at a temperature below is 300 minutes or less.
前記反応時間条件が、前記工程1の反応時間T1(分)と、工程2の反応時間T2(分)の比(T1/T2)を0.65〜1.34に調節するとともに、200℃以上285℃未満の温度にある全反応時間が、150分以上300分以下であることを特徴とする請求項1記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。The reaction time condition is such that the ratio (T1 / T2) of the reaction time T1 (minute) in the step 1 and the reaction time T2 (minute) in the step 2 is adjusted to 0.65 to 1.34, and is 200 ° C. or higher. 2. The method for producing polyphenylene sulfide according to claim 1, wherein the total reaction time at a temperature lower than 285 [deg.] C. is from 150 minutes to 300 minutes. 前記工程2の終了後、反応混合物から有機アミド溶媒を蒸発または蒸留させて回収する工程を含む請求項1または2に記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。 Wherein after step 2 termination method for producing a polyphenylene sulfide according to claim 1 or 2 comprising the step of recovering the organic amide solvent is evaporated or distilled from the reaction mixture. 前記有機アミド溶媒の回収をフラッシュ法により行うことを特徴とする請求項に記載のポリフェニレンスルフィドの製造方法。 The method for producing polyphenylene sulfide according to claim 3 , wherein the organic amide solvent is recovered by a flash method.
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