[发明专利]热塑性（共）聚酰亚胺及合成方法

说明书

本发明涉及新颖的热塑性（共）聚酰亚胺及其合成方法。更具体地说，本发明针对通过至少一种包含两个酐官能团的芳香族化合物和/或其衍生物，特别是羧酸和/或酯衍生物与至少一种特定的脂肪族二胺聚合所获得的半芳香族热塑性（共）聚酰亚胺。这些（共）聚酰亚胺可以通过如挤出、模制或吹塑等不同方法转变成塑料制品。

现有技术

聚酰亚胺，特别是芳香族聚酰亚胺，因它们的值得注目的热和/或机械特性而为人所知，这使其注定要用于如航空学抑或电子学（例如印刷电路板）等不同领域中的高性能应用。

尽管如此，这些半结晶芳香族聚酰亚胺还展现出许多缺点。它们一般是不可熔的，也就是说，它们在熔融（在超过500℃下）之前分解，并且被视为热固性材料，也就是说，一旦形成，它们就无法通过再熔融进行加工。它们的加工温度一般太高以致于不允许通过用于加工热塑性聚合物（如聚酰胺类）的常规方法，特别是挤出、吹塑或模制进行转变。另外，在这种温度下进行加工会引起聚酰亚胺基质的显著分解和/或引起对“有吸引力的”部件的生产有害的着色现象。此外，它们的高熔融温度妨碍或阻止了在这种温度下分解的一些添加剂的使用，如有机磷阻燃剂或天然纤维。芳香族聚酰亚胺的另一个缺点是由于这些芳香族二胺，其中大部分是致癌物。

归因于以上提出的这几点并且特别是在生产由芳香族聚酰亚胺制成的部件中所遇到的困难，使用者常常转向其他高性能聚合物，如PEEK（聚醚醚酮），一种熔点为340℃并且玻璃化转变温度Tg为150℃的半结晶聚合物，该聚合物因此与通过再熔融进行热塑性塑料转变的方法可相容。

当芳香族聚酰亚胺包含了更具柔性的芳香族二胺或二酐时，它们可以是可熔的，因此是通过挤压或模制技术可转变的。举例来说，玻璃化转变温度Tg为约200℃的这种非晶形聚酰亚胺是以聚醚酰亚胺的名称为人所知，其中Ultem是一个商品名称。

通过芳香族四羧酸与芳香族二胺和脂肪族二胺的混合物聚合所获得的半芳香族共聚酰亚胺也是已知的，如专利US5 922 167和US5104 966中所描述的。然而，该起始混合物中脂肪族二胺的含量不超过50%。这一条件使之可能保持该聚合物的硬度，该芳香族二胺具有赋予所获得的共聚酰亚胺硬度的作用，这使之可能平衡这些脂肪族二胺的作用，这些脂肪族二胺通过降低该玻璃化转变温度的值来使该聚合物柔软。这些共聚酰亚胺是非晶形的，使用两种类型的二胺扰乱了该聚合物的结晶性。此外，易于展现致癌作用的芳香族二胺的使用也是不令人满意的。

此外，通过芳香族四羧酸与脂肪族二胺聚合所获得的半芳香族聚酰亚胺是从US2 710 853已知的，它描述了特定的长链脂肪族二胺，这两个胺官能团是由至少7个碳原子隔开的。鉴于这些聚酰亚胺可以在360℃下成形，它们展现出对于加工的有利适应性，而另一方面，它们的玻璃化转变温度太低（约135℃）以致于不能与其他高性能聚合物（如例如PEEK，其中Tg=150℃并且M.p.=340℃）相竞争。

由于半芳香族聚酰亚胺可以是半结晶的，和/或因它们的熔点与用于转变热塑性聚合物的温度可相容（也就是说，熔点一般低于350℃）而通过已知用于热塑性塑料的加工方法是可转变的，同时得益于优良的温度稳定性，因此，它们构成了针对所引起的这些问题的一种有利方法。

然而，当前存在的半芳香族聚酰亚胺无法足够有效地与高性能聚合物领域中常规地使用的热塑性聚合物（如PEEK，它同时具有高但与加工设备可相容的M.p.以及150℃的极高Tg）相竞争，但是其中一些单体展现出高毒性，和/或它们的合成方法可以证明在重视环境方面是不令人满意的，特别是由于使用了有毒的单体。

因此，本发明的目的是发现具有良好的热、机械及介电（绝缘）特性以及良好的尺寸稳定性的新颖聚合物。另外，这些聚合物必须展现出高Tg。有利的是，这些聚合物将为熔点与用于普通高性能热塑性聚合物转变的温度可相容（熔点一般低于350℃）的半结晶，并且因此它们是通过已知用于热塑性塑料的加工方法（挤出、模制、吹塑）可转变的。具体地说，这些聚合物可以由展现出低（实际上甚至为零）毒性的众多单体获得，这些聚合物是生态环境友好的，相对便宜，广泛可获得的和/或易于合成等。

发明内容

满足全部或一些以上提到的目的的特定半芳香族并且热塑性的（共）聚酰亚胺刚得到了申请人公司的证实。这些（共）聚酰亚胺可以通过使用以下描述的特定二胺作为组分单体来制备。

因此，本发明涉及一种半芳香族热塑性（共）聚酰亚胺，该（共）聚酰亚胺是通过以下化合物聚合所获得的：