3,3’,4,4’ - 二苯酮四酸二酐,简称酮酐(BTDA),是一种合成聚酰亚胺的重要原料,目前酮酐型聚酰亚胺主要被用作复合材料的基体树脂,该材料耐温范围广,耐腐蚀性、耐辐射性、绝缘性、抗冲击等性能优良,可制成结构件、层压板、薄膜、胶粘剂、涂料、绝缘材料及增强材料等,广泛用于航空/航天、电气/电子、船舶、汽车、精密机械等领域。国外对酮酐的研制始于20世纪60年代,从事研究和生产的主要单位是美国海湾石油化学公司,同时前苏联、西德、日本等国也进行了研制。美国专利US 3652598,是直接以四甲基二苯甲烷为原料,在乙酸中氧化得到芳香二苯酮四羧酸,再加热熔融脱水得到相应的酮酐。国内科研机构对酮酐也进行了合成研究和试制,目前采用的工艺复杂,生产规模小,无法满足国内需求。
制备方法
一种酮酐的制备方法,其特征在于:以邻二甲苯和双(三氯甲基)碳酸酯为原料,包括以下步骤:
(1)双(3,4-二甲苯基)甲酮的合成 在带有蒸馏装置的反应器中加入双(三氯甲基)碳酸酯与邻二甲苯,氮气的保护下,控制温度在0-5°C,搅拌反应2-5h,然后投入研细的无水路易斯酸并搅拌使其均匀,0-5°C下保温反应4-6h后,向反应器中加水并搅拌升温至40°C,保温反应l-3h,反应完毕,过滤、分液,有机相在0.08-0.1OMPa真空度下,控制温度在100°C以内蒸馏至无馏出液为止,趁热倒出残余物,冷却、研细或粉碎,得到白色的双(3,4- 二甲苯基)甲酮固体;
(2) 3,3,,4,4,- 二苯酮四酸二酐的合成 向带有蒸馏装置的反应器中加入步骤(1)制备的双(3,4- 二甲苯基)甲酮和一定量0.l0mol/L的盐酸溶液,搅拌加热至80±2°C,分批加入一定量的高锰酸钾,每批等前一次褪色之后加入,最后氧化至溶液颜色3小时内不褪色,趁热滤去二氧化锰;滤液在100±2°C蒸馏浓缩,浓缩液冷却至室温,过滤收集析出的固体,向固体中加入无水乙醇,洗涤、过滤除去不溶物;滤液在78±2°C蒸馏浓缩,浓缩液冷却至室温,过滤收集析出的固体,即得到3,3’,4,4’ -二苯甲酮四甲酸,将所得3,3’,4,4’ - 二苯甲酮四甲酸置高温真空烧结炉中加热到225±5°C熔融脱水,制得3,3’,4,4’ -二苯酮四酸二酐(酮酐)。