[发明专利]聚硫醚酰亚胺及其制备方法

权利要求书

1、一种聚硫醚酰亚胺，其特征在于具有如下结构式I所示：

其中硫醚键在聚合物中酞酰亚胺结构单元上的位置在3-位，或4-位；

R为取代或未取代的有机基团。

2、一种聚硫醚酰亚胺的制备方法，其特征在于采用如下所示结构式II的氯代苯酐或硝基苯酐异构体作为反应的原料，与半摩尔当量的有机二胺NH₂RNH₂反应生成双取代酞酰亚胺，双取代酞酰亚胺再和约等摩尔当量的硫磺发生偶联聚合反应生成如下所示结构式I的聚硫醚酰亚胺树脂；

其中A取代基为氯原子或硝基，A取代基在3-或4-位；

其中R为取代或未取代的有机基团。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的聚硫醚酰亚胺中硫醚键的位置在聚合物中酞酰亚胺结构单元上的3-位，或4-位，其中指定的3-位和4-位是指在该共聚物中所有含酞酰亚胺环上的取代位置。

4、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的氯代苯酐或硝基苯酐异构体中3-取代苯酐和4-取代苯酐的物质的量比为约99.9:0.1到约0.1:99.9的任意范围之间。

5、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于反应分两步进行：第一步单取代苯酐和半摩尔当量的有机二胺反应制备双取代酞酰亚胺，该反应或者在非质子极性溶剂中反应得到，或者在冰醋酸中加热回流得到，或者在苯类溶剂和极性非质子极性混合溶剂中加热回流得到，或者加热熔融得到，反应温度范围为100℃-350℃；第二步双取代酞酰亚胺和约等摩尔当量的硫磺发生偶联反应制备聚硫醚酰亚胺，其中硫磺的物质的量用量是相应双取代酞酰亚胺物质的量用量的0.90-1.30倍，该反应需要在还原剂、催化剂和反应助剂作用下进行，该反应或者直接在极性非质子溶剂中进行，或者在苯类溶剂和极性非质子极性混合溶剂中进行，该反应的适宜温度范围为60℃-260℃。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的第一步反应最佳温度范围为120℃-280℃；第二步反应中，硫磺的最佳用量是相应双取代酞酰亚胺物质的量用量的0.95-1.15倍，该反应的最佳温度范围为100℃-190℃。

7、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的极性非质子溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、二苯砜或环丁砜等类似的物质。

8、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的苯类溶剂指的是苯、甲苯、二甲苯或者氯苯等类似的物质。

9、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的双取代酞酰亚胺和硫磺发生偶联聚合反应的还原剂可选自但不限于下列的至少一种：甲酸盐、草酸盐、包括甲醛或乙醛等的醛类、包括苯肼或水合肼等的肼类、羟胺、包括铁粉、铝粉或锌粉等的金属单质类、包括氢化钠、氢化钙、硼氢化钠或氢化铝锂等的氢化物、氨气、氢气等；或者是它们的混合物，这些还原剂的物质的量用量是相应硫磺物质的量用量的0.2-6倍。

10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述的还原剂的最佳用量是相应硫磺物质的量用量的0.4-3倍。

11、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的双取代酞酰亚胺和硫磺发生偶联聚合反应的助剂和催化剂可选自但不限于下列的至少一种：包括碳酸锂、碳酸钠、或碳酸钾的碳酸盐、包括碳酸氢钠或碳酸氢钾的碳酸氢盐、包括磷酸氢钠或磷酸氢钾的磷酸盐、包括磷酸酸氢二钠或磷酸氢二钾的磷酸氢盐、包括氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂的氢氧化碱、包括氯化钙、氯化钠、氯化钾、溴化锂、氟化钾、或碘化钠的卤化物，或者是它们的混合物，这些反应助剂和催化剂的物质的量用量是相应硫磺物质的量用量的0.02-3倍。

12、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的反应助剂和催化剂的物质的最佳用量是相应硫磺物质的量用量的0.05-1.5倍。