[发明专利]含有酰亚胺或二酰亚胺部分的酚类单体的合成和由此制备的耐热碳酸酯聚合物

说明书

本申请是申请号为99814842.3(PCT/US99/24417)、申请日为1999年10月18日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及含有酰亚胺或二酰亚胺(imide或diimide)部分的二酚单体的合成和它的用于生产耐热聚碳酸酯的用途。简单地说，本发明涉及通过使用氨基酚和酸酐以形成含有酰亚胺或二酰亚胺部分的酚类单体或前体(该酚类单体然后与碳酸酯前体如碳酰氯、碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯、碳酸烷基芳基酯、碳酸环烷基酯、碳酸环烷基芳基酯、碳酸卤素取代烷基酯或烷氧基碳酸酯反应以形成耐热碳酸酯聚合物或通过它与二羟基酚的进一步反应形成耐热碳酸酯共聚物)来形成耐热碳酸酯聚合物的界面、熔体酯交换或固态反应。

背景技术

对耐热性能高于一般用非晶态聚碳酸酯所得到的耐热性能的那些聚碳酸酯有着不断增长的需求。这些现有技术的聚碳酸酯具有大约150℃的玻璃化转变温度(Tg)。因为在今天的热塑塑料的应用中需要耐高热性能，所以希望有更高Tg的聚碳酸酯，同时还保留与众所周知的芳族聚碳酸酯相同或比之更好的光学和机械性能。

已经做了几种尝试来制备具有更高耐热性能(即，更高的Tg)的聚碳酸酯。最近双酚A和双酚-芴酮的共聚物实现了工业化，但不是成功的。

在制备高Tg的聚碳酸酯中，已经将二酚和6，6’-二羟基-3，3，3’，3’-四甲基-1，1’-螺二茚(下文“SBI”)与双酚A一起使用。由于上述共聚单体的刚性和僵硬性，模塑部件的微开裂是主要的问题。而且，高费用的双酚和螺二茚(SBI)增加了制备聚碳酸酯的成本。

因此，包括变劣的物理性能和/或成本的各类问题妨碍了高Tg聚碳酸酯或共聚物的工业化。

发明内容

已经令人意外地发现了能够生产耐高热碳酸酯聚合物(即，Tg高于150℃的碳酸酯聚合物)的方法，而没有以前在生产耐高热碳酸酯的尝试中所面临的缺点。本发明的方法包括以下步骤：

(1)使芳族胺与二羟基酚反应以制备氨基酚；

(2)使酸酐或二酸酐与氨基酚反应以制备酚前体；和

(3)使酚前体与碳酸酯前体反应以制备耐高热碳酸酯聚合物。

反应路线如下所示：

1)芳族胺+二羟基酚→氨基酚

2)酸酐(单或二)+氨基酚→酚前体

3)酚前体+碳酸酯前体→耐高热碳酸酯聚合物

在该方法中，芳族胺优选是芳基胺。酚前体优选是二酚前体。耐高热碳酸酯聚合物可以是耐高热聚碳酸酯、耐高热聚碳酸酯-酯或不属于聚碳酸酯的碳酸酯聚合物，如聚酯、聚氨酯、羟基蜜胺固化剂或者用羟基蜜胺固化剂或由其与二羟基酚的进一步反应得到的共聚物交联的在丙烯酸和聚酯瓷漆中的涂料组分。耐高热聚碳酸酯和/或耐高热聚碳酸酯-酯可以通过界面聚合方法，熔体酯交换方法或固态聚合方法来制备，所有的这些方法是现有技术中公知的。

附图说明

图1描绘了经受碱浴的本发明的样品和对比样品的浊度增加对时间的曲线(60℃；二酰亚胺-aBPA＝14mol％)。

图2描绘了经受碱浴的本发明的样品和对比样品的重量下降对时间的曲线(60℃；二酰亚胺-aBPA＝14mol％)。

具体实施方式

这里描述的合成以芳族胺和二羟基酚之间的反应以产生氨基酚开始。接下来，酸酐或二酸酐与氨基酚反应以制备酚前体。最后，酚前体与碳酸酯前体反应以形成耐高热碳酸酯聚合物。

用于制备氨基酚的优选芳族胺包括芳基胺，如苯胺、2-溴苯胺、2，5-二溴苯胺、2-甲基苯胺、2-乙基苯胺、2，5-二乙基苯胺、2-甲氧基苯胺、2，3-二甲氧基苯胺、2-乙氧基苯胺、2，3-二乙氧基苯胺等。

用于制备氨基酚的优选二羟基酚包括2，2-双(4-羟苯基)丙烷；2，2-双(2，6-二溴-4-羟苯基)丙烷；3，3-双(4-羟苯基)戊烷；2，2-双(4-羟苯基)庚烷；双(4-羟苯基)苯基甲烷；2，2-双(4-羟苯基)-1-苯基丙烷；等等。

在芳族胺与二羟基酚反应之后，产生了氨基酚。在合成的第二步中，氨基酚与单或二酸酐反应以产生酚前体。

本发明的酚前体优选是含有酰亚胺或二酰亚胺部分的双酚单体。

用于制备酚前体的优选氨基酚包括根据通式1、2、3或4的那些：