[发明专利]聚苯砜酮共聚物

说明书

相关申请的引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2007年12月18日提交的美国临时申请号61/014485的权益，其全部内容通过引用结合在此用于所有目的。

发明领域

本发明涉及一类特殊的共聚物，该共聚物含有砜基团、酮基团以及任选被取代的聚亚芳基基团，其特征是具有多种优异的特性，这些特性使它们成为医疗、管道连接或航空应用的理想的候选者。

发明背景

芳香族砜聚合物(例如聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PESU)和双酚A型聚砜(PSU))已广泛用于多种应用中，其中它们出色的特性已得到珍视。这些特性包括尺寸稳定性、低热膨胀系数、高温下模量的保持、耐辐射性、水解稳定性和强韧的机械特性。此类应用包括多种多样的物品，如管道连接，商用航空器内部，烹调用具，导线绝缘层和食品服务物品。例如，聚苯砜(PPSU)是一种在例如管道连接、医疗和航空应用的多种应用中常用的聚合物。

然而，尽管有出色的耐水解性，这些聚合物也经受特殊的化学环境，由于长期或短期地暴露于不同化学品中，这可以引起环境应力致裂。这些化学环境包括例如用于管道连接应用的腐蚀性的表面活性剂或聚氨酯固化剂，用于医药材料应用的清洗剂和灭菌剂。而且，后者这些正面临越来越迫切的清洗和灭菌要求。

因而在本领域中对于提供新的聚合物存在一种需要，这些组合物的特征是所有芳香族砜聚合物的优良特征，例如水解稳定性和强韧的机械特性，同时还具有出色的耐化学性。

精确地说，芳香族酮聚合物提供了多种技术特性的一种不同寻常的平衡，即：高的熔点、优异的热稳定性、高的坚挺度和强度、良好的韧性以及确实优异的耐化学性。然而，这些物质有点低的玻璃化转变限制了它们在某些特殊应用中的使用，在这些应用中所使用的温度高于170℃。而且，它们的高成本排除了它们在多种日用品市场中的使用。

现有技术文件描述了将芳香族酮聚合物的最有利的特性与芳香族砜聚合物的最有利特性相结合的不同尝试。

申请人名下的WO 2007/071780描述了使用一种有效量的聚(联苯基醚砜)用于稀释一种聚(芳基醚酮)，使可得到的聚合物组合物比聚(芳基醚酮)组合物具有更低的成本并且特征是耐化学性至少基本上与通过所述聚(芳基醚酮)组合物得到的一种聚合物组合物相同。

不幸地是，那些共混物还受制于较差的固有特性，例如由于它们的共混物的特性造成的不透明性。此外，共混物的特性典型地依赖于可以影响它们的形态学的加工条件，而本发明的聚合物不呈现该敏感性。

本发明

本发明可以使现在可得到的聚合物的特征为显著改进的对在环境中常见的化学试剂的耐受性，其中当前的芳香族砜聚合物的低蠕变和优异的水解稳定性受到高度重视。这些物质具有多种无定形物质的特征(例如韧性，收缩等)，这些特征允许它们被用在为PPSU设计和制造的工具中。

具体而言，本发明现在使可得到的聚合物具有如下特征，即：与当前的一种芳香族砜聚合物相比改进的环境应力致裂耐受性(ESCR)，例如因此减少了在管道连接和医疗应用中通过溶剂诱导的应力致裂损坏的可能性。

另外，本发明使现在可得到的聚合物还具有如下特征，即：在给定的熔体流动比下与PPSU相比改进的熔体流动，如果人们要设计一个复杂几何形状的模具时，该改进会是意义重大的。与纯净的PPSU或现有技术的PPSU共混物相比，可以更容易地制造薄壁部件。

附图简要说明

图1是根据本发明的不同聚合物对比所测试的其他聚合物和共混物的ESCR应答的一个曲线图，以相对评级的方式示出。

发明详细描述

因此，在一个第一方面，本发明涉及一种聚合物，该聚合物含有：

-多个砜基团；

-多个酮基团；

-多个任选地被取代的聚亚芳基基团；

其中砜基团的摩尔数对比酮基团的摩尔数的比率是大于1。

该砜基团的摩尔数对比酮基团的摩尔数的比率优选是大于1.25，更优选大于1.4，仍然更优选大于1.6，并且最优选大于2。

术语“砜基团”旨在表示含有一个连接到两个碳原子上的磺酰基官能团(-S(＝O)₂-)的基团，其中，中心硫原子以两个双键连接至氧。

术语“酮基团”旨在表示含有一个连接到两个碳原子上的羰基官能团(-C(＝O)-)的基团，其中，中心碳原子以两个双键连接至氧。

术语“聚亚芳基基团”旨在表示含有多个苯环结构的基团，每个苯环通过至少一个单键直接连接到至少一个其他苯环上。

此类聚亚芳基基团的非限制性的例子包括：