3,3’,4,4’ - 二苯酮四酸二酐,簡(jiǎn)稱酮酐(BTDA),是一種合成聚酰亞胺的重要原料,目前酮酐型聚酰亞胺主要被用作復(fù)合材料的基體樹脂,該材料耐溫范圍廣,耐腐蝕性、耐輻射性、絕緣性、抗沖擊等性能優(yōu)良,可制成結(jié)構(gòu)件、層壓板、薄膜、膠粘劑、涂料、絕緣材料及增強(qiáng)材料等,廣泛用于航空/航天、電氣/電子、船舶、汽車、精密機(jī)械等領(lǐng)域。國(guó)外對(duì)酮酐的研制始于20世紀(jì)60年代,從事研究和生產(chǎn)的主要單位是美國(guó)海灣石油化學(xué)公司,同時(shí)前蘇聯(lián)、西德、日本等國(guó)也進(jìn)行了研制。美國(guó)專利US 3652598,是直接以四甲基二苯甲烷為原料,在乙酸中氧化得到芳香二苯酮四羧酸,再加熱熔融脫水得到相應(yīng)的酮酐。國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)對(duì)酮酐也進(jìn)行了合成研究和試制,目前采用的工藝復(fù)雜,生產(chǎn)規(guī)模小,無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)需求。
制備方法
一種酮酐的制備方法,其特征在于:以鄰二甲苯和雙(三氯甲基)碳酸酯為原料,包括以下步驟:
(1)雙(3,4-二甲苯基)甲酮的合成 在帶有蒸餾裝置的反應(yīng)器中加入雙(三氯甲基)碳酸酯與鄰二甲苯,氮?dú)獾谋Wo(hù)下,控制溫度在0-5°C,攪拌反應(yīng)2-5h,然后投入研細(xì)的無(wú)水路易斯酸并攪拌使其均勻,0-5°C下保溫反應(yīng)4-6h后,向反應(yīng)器中加水并攪拌升溫至40°C,保溫反應(yīng)l-3h,反應(yīng)完畢,過濾、分液,有機(jī)相在0.08-0.1OMPa真空度下,控制溫度在100°C以內(nèi)蒸餾至無(wú)餾出液為止,趁熱倒出殘余物,冷卻、研細(xì)或粉碎,得到白色的雙(3,4- 二甲苯基)甲酮固體;
(2) 3,3,,4,4,- 二苯酮四酸二酐的合成 向帶有蒸餾裝置的反應(yīng)器中加入步驟(1)制備的雙(3,4- 二甲苯基)甲酮和一定量0.l0mol/L的鹽酸溶液,攪拌加熱至80±2°C,分批加入一定量的高錳酸鉀,每批等前一次褪色之后加入,最后氧化至溶液顏色3小時(shí)內(nèi)不褪色,趁熱濾去二氧化錳;濾液在100±2°C蒸餾濃縮,濃縮液冷卻至室溫,過濾收集析出的固體,向固體中加入無(wú)水乙醇,洗滌、過濾除去不溶物;濾液在78±2°C蒸餾濃縮,濃縮液冷卻至室溫,過濾收集析出的固體,即得到3,3’,4,4’ -二苯甲酮四甲酸,將所得3,3’,4,4’ - 二苯甲酮四甲酸置高溫真空燒結(jié)爐中加熱到225±5°C熔融脫水,制得3,3’,4,4’ -二苯酮四酸二酐(酮酐)。