[发明专利]联苯四甲酸二酐及其制备方法以及采用该联苯四甲酸二酐合成的聚酰亚胺

说明书

技术领域

本发明涉及联苯四甲酸二酐及其制备方法以及采用该联苯四甲酸二酐的合成的聚酰亚胺。

背景技术

联苯四甲酸二酐(biphenyltetracarboxylic acid dianhydride，简称BPDA)作为芳香族聚酰亚胺的制造原料，其可与多种胺类物质聚合成为聚酰亚胺。聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，由于具有优越的综合性能，所以可以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等在高新技术领域得到广泛的应用。因此，联苯四甲酸二酐的制备方法一直受到国内外的广泛关注。

目前制备联苯四甲酸二酐的方法很多，例如美国专利US3940426报道的利用邻二甲苯或邻苯二甲酸二甲脂作为原料来制备联苯四甲酸二酐，其主要是通过一种贵金属催化剂进行偶联，之后进行氧化或水解，再通过化学脱水而得。其优点是其原料便宜易得，但其产率很低，并且纯度不高，副产物多。另外，这些方法基本上最后一步都是以联苯四甲酸为原料通过脂肪酸酐在高温下脱水而获得联苯四甲酸二酐，会使得产品发生黄化。

而且，目前脂肪酸酐属于一类危化品，公安部门会严格管控，购买非常繁琐，这就增加了生产联苯二酐的成本。另外，如果用脂肪酸酐来脱水，那么将会增加很多废酸、废水，造成环境污染。因此，各公司迫切希望找到一种即简单又环保的制备方法来代替目前的这种方法。如CN1976912A公开了一种制备联苯四甲酸二酐的方法，该方法通过对联苯四甲酸进行加热处理来制造联苯四甲酸二酐，其中所述加热处理是在下述条件下进行的：在1×102Pa～1.1×105Pa的压力下，使最高到达温度为210℃～250℃的范围内，在从60℃升温至210℃的时间的1/4以上，升温速度大于50℃/小时，并且在150℃～250℃保持0.5小时～10小时。但此种方法存在反应时间长，产品在高温下发黄，脱羧的现象。因此，不适合工业化生产。

发明目的

本发明所要解决的技术问题是提供一种克服现有联苯四甲酸二酐的方法所制备产品存在的黄化、脱羧的问题。

为此，本发明提供一种联苯四甲酸二酐的制备方法，与已有技术相比，该方法通过对联苯四甲酸加热制备联苯四甲酸二酐时，热处理过程在下述条件下进行：在-0.1MPa～-0.07MPa之间任一真空度条件下，进行加热处理，温度从室温升温至160℃时，升温速度控制在50℃/h～150℃/h，从160℃升温至最高温度t时，升温速度控制在30℃/h～50℃/h，达到最高温度后在该温度下保温，获得联苯四甲酸二酐，其中，160℃＜t≤200℃，最高温度t与真空度之间遵循函数Yt＝750X+C关系，t表示最高温度，X为真空度，Y＝1MPa/℃，C＝250MPa。

本发明还提供一种聚酰亚胺，该聚酰亚胺是由本发明所提供的制备联苯四甲酸二酐的方法，制备的联苯四甲酸二酐与芳香族二胺反应制得。

采用本发明所提供的联苯四甲酸二酐的方法制备的联苯四甲酸二酐克服了现有技术中，产品黄化、脱羧的缺点。

发明内容

本发明提供一种联苯四甲酸二酐的制备方法，现有技术中存在很多种制备联苯四甲酸二酐的方法，美国专利US3940426报道的利用邻二甲苯或邻苯二甲酸二甲脂作为原料来制备联苯二酐，其主要是通过一种贵金属催化剂对邻二甲苯或邻苯二甲酸二甲脂进行偶联，之后进行氧化或水解，再通过化学脱水而制备联苯四甲酸二酐，其优点是，原料便宜，然而，目前脂肪酸酐属于一类危险化学药品，被严格管控，不易购得，另外，如果用脂肪酸酐来脱水，那么将会在生产过程中增加很多废酸、废水，造成环境污染，而且其产率很低，并且纯度不高。后来，人们发现了通过联苯四甲酸进行加热制备联苯四甲酸二酐的方法。如现有技术CN1976912A公开了一种制备联苯四甲酸二酐的方法，该方法通过对联苯四甲酸进行加热处理来制造联苯四甲酸二酐，其中所述加热处理是在下述条件下进行的：在1×102Pa～1.1×105Pa的压力下，使最高到达温度为210℃～250℃的范围内，在从60℃升温至210℃的时间的1/4以上，升温速度大于50℃/小时，并且在150℃～250℃保持0.5小时～10小时。这种方法的最后一步都是以联苯四甲酸为原料通过脂肪酸酐在高温下脱水而得到最终产品，但这种方存在反应时间长，产品在高温下发黄，脱羧的现象缺点，因此，不适合工业化生产。