[发明专利]聚酰亚胺组合物

说明书

本发明涉及一种聚酰亚胺；制造该聚酰亚胺的方法；尤其是其在自修复聚合物涂料、薄膜或粘合剂中的用途。

聚酰亚胺是由酰亚胺单体形成的聚合物，且已知自1950年代就已制得。已知多种制造聚酰亚胺的方法，且这些方法包括使二酐与二胺反应或使二酐与二异氰酸酯反应。前者是最常用方法。

酰亚胺单体的基本结构如下所示：

在聚合时，所得产物是通常呈两种形式中之一的聚酰亚胺。其中第一种是其中酰亚胺基中的原子为直链部分的线性结构，其中第二种是其中酰亚胺基是聚合物链中环状单元的部分的杂环结构。

通常，大多数商用聚酰亚胺是芳族杂环聚酰亚胺，其实例包括那些由Sabic Innovative Plastics出售的Ultem商标产品及由DuPont出售的Kapton产品。这些类型的聚酰亚胺以其机械及热性能(其源于聚合物链之间的分子间力)而著称，且它们通常代替金属及玻璃用于电子、汽车及航空航天工业中的许多高性能应用中。

自修复是一种在难以进行修复之处、以可靠度及安全性为主的应用及持久性应用或美学应用(例如，电子、运输、航空航天等)中所需的新技术。已知现有聚酰亚胺聚合物不具有这样的性能。

因此，本发明是要提供一种可显示自修复性能的聚酰亚胺。特别是本发明是要提供一种具有该性能且具有与先前聚酰亚胺水平相当的机械性能及其他物理性能的聚酰亚胺。本发明另外是要提供一种制造具有改良性能的聚酰亚胺材料的方法及用于该方法的中间体。

本发明还要提供一种该聚酰亚胺在涂料、粘合剂或聚合物薄膜组合物中的用途，及包含该聚酰亚胺的涂料、粘合剂或聚合物薄膜组合物，其中该组合物可具有所需机械及自修复性能。

本发明还要提供一种该聚酰亚胺在粘合剂或聚合物薄膜中的用途；包含该聚酰亚胺的粘合剂或聚合物薄膜，其中该粘合剂或聚合物薄膜可具有所需机械及自修复性能。

根据本发明的第一方面，提供一种由至少一种二酐及至少一种二胺形成的聚酰亚胺，其中该二胺至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

根据本发明第二方面，提供一种制造聚酰亚胺的方法，其包括混合至少一种二酐及至少一种二胺，其中该二胺至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

根据本发明第三方面，提供一种包含聚酰亚胺的涂料、粘合剂或聚合物薄膜组合物，该聚酰亚胺由至少一种二酐及至少一种二胺形成，其中该二胺至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

根据本发明第四方面，提供一种聚酰亚胺预聚物，该预聚物为聚酰胺酸，其是至少一种二酐及至少一种二胺的反应产物，其中该二胺至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

根据本发明第五方面，提供一种聚酰亚胺作为自修复组合物的用途，该聚酰亚胺由至少一种二酐及至少一种二胺形成，其中该二胺至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

根据本发明第六方面，提供一种自修复聚合物组合物，该组合物包含由至少一种二酐及至少一种二胺形成的聚酰亚胺，其中该二胺的至少50重量％由二聚脂肪二胺组成。

令人惊讶地，已发现由二酐及二聚脂肪二胺形成的聚酰亚胺提供聚合物材料，其可具有提供自修复性能且同时具有与现有非二聚脂肪二胺聚酰亚胺相当的其他物理性能的优点。另外，该聚酰亚胺可具有所需耐湿性，由此产生的低吸水率导致基板的电阻率高及腐蚀保护增强。当使该聚酰亚胺曝露于水达24小时时，该聚酰亚胺的吸水率可小于该聚酰亚胺重量的0.4重量％，优选小于0.2重量％。由这些组分的混合物形成的聚酰亚胺材料可于室温下以稳定状态储存。

还已发现通过由预聚物聚酰胺酸的热或化学亚胺化制得的固化聚酰亚胺聚合物可溶于用于制造该预聚物的溶剂或不同溶剂(例如甲苯)中。此溶解性允许于热敏性基板中使用该聚酰亚胺或使用除那些用于制造该聚酰胺酸中间体以外的不同类型溶剂。

特别是该聚酰亚胺的自修复性能可由其中二胺由特别高比例的二聚脂肪胺组成的聚酰亚胺来提供。

如文中所使用，术语“例如”、“诸如”、“如”或“包括”意欲介绍进一步阐明更一般主体的实例。除非另外指出，否则提供这些实例仅为有助于理解本发明公开内容中所阐述的应用，而且无意以任何方式限制。

应理解，当描述取代基(例如“C₁至C₆烷基”)中的碳原子数时，该数值指该取代基中存在的碳原子总数，包括存在于任何支化基团中的任何碳原子。另外，当描述(例如)脂肪酸中的碳原子数时，这是指包括羧酸中的碳原子及任何支链基团中存在的任何碳原子在内的碳原子的总数。