共聚醚酰亞胺的制作方法
【專利摘要】包括含3-和4-鍵二者的鄰苯二甲酰亞胺結(jié)構(gòu)單元的共聚醚酰亞胺，其中指定的3-鍵和4-鍵是指在該共聚物中全體含鄰苯二甲酰亞胺的結(jié)構(gòu)單元中鄰苯二甲酰亞胺環(huán)上的異構(gòu)位置。該產(chǎn)品具有優(yōu)異的性質(zhì)，包括高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱變形溫度、高的延展性和良好的熔體流動性，以及低的多分散性。
【專利說明】共聚醚酰亞胺
[0001]本申請是基于申請日為2004年7月I日， 優(yōu)先權(quán)日:為2003年8月25日，申請?zhí)枮?00480030337.1 (PCT/US2004/021183)，發(fā)明名稱為:“共聚醚酰亞胺”的專利申請的分
案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及共聚醚酰亞胺，更特別地涉及一種新的共聚醚酰亞胺，其特征在于這些有益的性質(zhì)如良好的延展性、良好的熔體流動性和高耐熱性。
【背景技術(shù)】
[0003]聚醚酰亞胺是一種熟知的商業(yè)可購的聚合物，具有優(yōu)良的耐化學(xué)性、高溫穩(wěn)定性以及電和機(jī)械性質(zhì)。一種重要的聚醚酰亞胺亞屬包含通過二胺如間苯二胺和二酸酐如2，2-二 [4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷的二酸酐反應(yīng)制備的聚合物。例如在美國專利US5，229，482中公開的，這樣的聚醚酰亞胺也可以通過雙酚堿金屬鹽和二(氯鄰苯二甲酰亞胺)如1，3- 二 [N-(4-氯鄰苯二甲酰亞胺)苯]典型地在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下反應(yīng)來制備。后一種方法由于其相對簡單(如最少的反應(yīng)步驟)和高產(chǎn)率近年來受到大家的喜愛。
[0004]聚醚酰亞胺的各種性質(zhì)可以通過改進(jìn)而受益。它們包括熔體流動性；與熱變性溫度相關(guān)的耐熱性；和延展性，其可以通過由易碎到易延展?fàn)顟B(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度來測定。
[0005]White 等人在 J.Poly.Sc1.，Poly.Chem.Ed.，19，1635-1658 (1981)中公開了由4，4’-二氨基二苯基醚，也稱為“0DA”(因?yàn)?，4’-氧化二苯胺)制備的聚醚酰亞胺。在一個特定的實(shí)例中，3，3’ - 二(硝`基鄰苯二甲酰亞胺)和源自O(shè)DA的4，4’ - 二(硝基鄰苯二甲酰亞胺)的混合物與間苯二酚二鈉鹽進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的共聚醚酰亞胺。然而其中沒有公開ODA和雙酚的共聚醚酰亞胺或源自3，4’ - 二(硝基鄰苯二甲酰亞胺)的共聚醚酰亞胺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一類新的以包括高熔體流動、高耐熱性和良好的延展性的有益性質(zhì)為特征的共聚醚酰亞胺。這些共聚醚酰亞胺的一個特征是其中存在包含3-和4-鍵的鄰苯二甲酰亞胺結(jié)構(gòu)單元，其中指定的3-鍵和4-鍵是指在共聚物中全體含鄰苯二甲酰亞胺的結(jié)構(gòu)單元中鄰苯二甲酰亞胺環(huán)上的異構(gòu)位置。
[0007]相應(yīng)地，在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，包括共聚醚酰亞胺具有至少約218°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所述共聚醚酰亞胺包含式(I)和(II)的結(jié)構(gòu)單元:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為至少218°c的共聚醚酰亞胺，所述共聚醚酰亞胺包含式(I)和(II)的結(jié)構(gòu)單元:
2.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，具有Tg大于218°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，包含式(III)的結(jié)構(gòu)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其中R1源自于至少一種二胺，該二胺選自間苯二胺，對苯二胺，2-甲基-4，6- 二乙基-1，3-苯二胺,5-甲基-4，6- 二乙基-1，3-苯二胺,二(4-氨基苯基)-2，2-丙燒,二(2-氯-4-氨基-3，5-二乙基苯基)甲燒，4，4’-二氨基二苯基、3，4’ - 二氨基二苯基、4，4’ - 二氨基二苯基醚，3，4’ - 二氨基二苯基醚，4，4’ - 二氨基二苯基砜，3，4’ - 二氨基二苯基砜,4，4’ - 二氨基二苯基酮，3，4’ - 二氨基二苯基酮，2，4-甲苯二胺；及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其中R2源自于至少一種式(VI)的二羥基取代的芳族烴:
6.權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中在各個式(I)、(II)和(III)中的R2結(jié)構(gòu)單元是相同的。
7.權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中在式(I)、(II)和(III)的至少兩個中至少有一部分R2結(jié)構(gòu)單元是不同的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其中R2源自于至少一種二羥基取代的芳族烴，其選自于4，4’ _(亞環(huán)戊基)二苯酚、4，4’ -(3，3，5-三甲基亞環(huán)戊基)二苯酚、4，4’ -(亞環(huán)己基)二苯酚、4，4’ -(3，3-二甲基亞環(huán)己基)二苯酚、4，4’ -(3，3，5-三甲基亞環(huán)己基)二苯酚、4，4’ -(甲基亞環(huán)己基)二苯酚、4，4’ - 二(3，5-二甲基)二苯酚、1，1-二(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷、4，4-二(4-羥基苯基)庚烷、2，4’ -二羥基二苯基甲烷、二(2-羥基苯基)甲烷、二(4-羥基苯基)甲烷、二(4-羥基-5-硝基苯基)甲烷、二(4-羥基_2，6- 二甲基-3_甲氧基苯基)甲燒、I, 1- _.(4-羥基苯基)乙燒、I, 2~ _.(4-羥基苯基)乙燒、I, 1- 二 (4-羥基-2-氣苯基)乙燒、2，2- _.(4-羥基苯基)丙燒、2，2- _.(3-苯基_4-羥基苯基)丙燒、2，2- _.(4-羥基-3_甲基苯基)丙燒、2，2- _.(4-羥基-3_乙基苯基)丙燒、2，2- _.(4-羥基-3-異丙基苯基)丙燒、2，2- _.(4-羥基-3，5- 二甲基苯基)丙烷、(3，5，3’，5’ -四氯-4，4’ - 二羥基苯基)丙烷、二(4-羥基苯基)環(huán)己基甲烷2，2- 二(4-羥基苯基)-1-苯基丙烷、2，4’- 二羥基苯基砜、二羥基萘、2，6- 二羥基萘、對苯二酚、間苯二酚、CV3烷基取代的間苯二酚、2，2-二(4-羥基苯基)丁烷、2，2-二(4-羥基苯基)_2-甲基丁焼、1，1- — (4-羥基苯基)環(huán)己焼、—-(4-羥基苯基)、—-(4-羥基苯基)硫化物、2- (3-甲基-4-羥基苯基)~2~ (4-羥基苯基)丙焼、2- (3，5-—甲基-4-羥基苯基)-2- (4-羥基苯基)丙烷、2- (3-甲基-4-羥基苯基)-2- (3，5- 二甲基-4-羥基苯基)丙焼、——(3，5-—甲基苯基-4-羥基苯基)甲焼、1，1- — - (3，5-—甲基苯基-4-羥基苯基)乙焼、2，2- 一- (3，5- 一甲基苯基-4-羥基苯基)丙焼、2，4- 一- (3，5- 一甲基苯基-4-羥基苯基)-2-甲基丁焼、3，3- —-(3，5-—甲基苯基-4-?基苯基)戊焼、1，1- —-(3，5-—甲基苯基-4-?基苯基)環(huán)戊焼、1，1- —-(3，5-—甲基苯基-4-?基苯基)環(huán)己焼、— -(3，甲基苯基-4-羥基苯基)硫化物、3-(4-羥基苯基)-1，1，3-三甲基二氫茚-5-醇、1-(4-羥基苯基)_1，3，3- 二甲基二氣節(jié)-5-醇、2，2，2，，2，-四氫-3，3，3，，3，-四甲基-1，I，-螺二 [川-茚]-6，6’ - 二醇，及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其中R2源自于至少一種二羥基取代的芳族烴，其選自于式(IX)的芳族烴和式(X)的芳族烴:
10.根據(jù)權(quán)利要求9的共聚醚酰亞胺，其中R2源自于雙酚A。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，進(jìn)一步包含源自至少一種鏈終止劑的結(jié)構(gòu)單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的共聚醚酰亞胺，其中該鏈終止劑是未取代或取代的選自烷基鹵化物、烷基氯化物、芳基鹵化物、芳基氯化物以及式(XVII)和(XVIII)的氯化物的至少一種:
13.根據(jù)權(quán)利要求11的共聚醚酰亞胺，其中該鏈終止劑是選自以下的至少一種:一氯二苯甲酮，一氯二苯基砜，一氯鄰苯二甲酰亞胺，4-氯-N-甲基鄰苯二甲酰亞胺，4-氯-N- 丁基鄰苯二甲酰亞胺，4-氯-N-十八烷基鄰苯二甲酰亞胺，3-氯-N-甲基鄰苯二甲酰亞胺，3-氯-N- 丁基鄰苯二甲酰亞胺，3-氯-N-十八烷基鄰苯二甲酰亞胺，4-氯-N-苯基鄰苯二甲酰亞胺，3-氯-N-苯基鄰苯二甲酰亞胺，單取代的二鄰苯二甲酰亞胺，一氯二鄰苯二甲酰亞胺基苯，1-[Ν_(4-氯鄰苯二甲酰亞胺基)]-3-(Ν-鄰苯二甲酰亞胺基)苯，1-[Ν_(3-氯鄰苯二甲酰亞胺基)]-3-(Ν-鄰苯二甲酰亞胺基)苯，一氯二鄰苯二甲酰亞胺基二苯基砜，一氯二鄰苯二甲酰亞胺基二苯基酮，一氯二鄰苯二甲酰亞胺基苯基醚，4-[N-(4-氯鄰苯二甲酰亞胺基)]苯基-4’ - (N-鄰苯二甲酰亞胺基)苯基醚，4-[N-(3-氯鄰苯二甲酰亞胺基)苯基]_4’ - (N-鄰苯二甲酰亞胺基)苯基醚，以及衍生自3，4’ - 二氨基二苯基醚的后兩種化合物的相應(yīng)異構(gòu)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其中式(I)的結(jié)構(gòu)單元和式(II)的結(jié)構(gòu)單元重量比范圍在99:1到25:75之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其在0.455mPa下的熱變形溫度至少為205°C。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其在0.455mPa下的熱變形溫度至少為210°C。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其通過ASTM方法D3763測量，具有易碎和易延展?fàn)顟B(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度至多為300C。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，其通過凝膠滲透色譜測定的相對于聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)的重均分子量在30，000到80，000之間。
19.權(quán)利要求1的共聚醚酰亞胺，所述共聚醚酰亞胺包含式(XXIV)和(XXV)的結(jié)構(gòu)單元:
20.權(quán)利要求19的共聚醚酰亞胺，進(jìn)一步包含選自于式(XXVI)的結(jié)構(gòu)單元:
21.權(quán)利要求19的共聚醚酰亞胺，所述共聚醚酰亞胺包含式(XXIV)、(XXV)和(XXVII)的結(jié)構(gòu)單元:
22.權(quán)利要求21的共聚醚酰亞胺，進(jìn)一步包含選自于式(XXVI)的結(jié)構(gòu)單元:
23.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述含硫的鍵選自硫化物、亞砜和砜。
24.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述含磷的鍵選自氧膦基和膦?；?br> 25.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述含硅的鍵選自硅烷和甲硅烷氧基。
26.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述環(huán)狀脂肪族基團(tuán)選自亞環(huán)戊基、3，3，5-三甲基亞環(huán)戊基、亞環(huán)己基、3，3- 二甲基亞環(huán)己基、3，3，5-三甲基亞環(huán)己基、甲基亞環(huán)己基、2-[2.2.1]- 二亞環(huán)庚基、亞新戊基、亞環(huán)十五烷基、亞環(huán)十二烷基和亞金剛烷基。
27.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述無機(jī)原子為鹵素。
28.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述無機(jī)基團(tuán)為硝基。
29.根據(jù)權(quán)利要求5的共聚醚酰亞胺，其中所述有機(jī)基團(tuán)為單價烴基。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的共聚醚酰亞胺，其中所述單價烴基選自，鏈烯基、烷基、芳基、芳烷基、焼芳基、環(huán)烷基和烷氧基團(tuán)。
31.根據(jù)權(quán)利要求5或30的共聚醚酰亞胺，其中所述鏈烯基為烯丙基。
【文檔編號】C08G73/12GK103497334SQ201310432753
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2003年8月25日
【發(fā)明者】丹尼爾.J.布魯內(nèi)爾, 哈瓦.Y.阿卡, 法里德.F.庫里, 威廉.D.理查茲 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司