[发明专利]聚(酰胺酸)合成及至高分子量聚酰亚胺的转化

说明书

公开了用于合成聚(酰胺酸)的方法，包括在水中，在60C至180C、或60C至100C、或100C至180C的温度下，在惰性气氛下，在搅拌下，在叔胺、叔铵盐、叔铵氢氧化物、仲胺、仲铵盐、仲铵氢氧化物、季铵盐、季铵氢氧化物、氢氧化铵或包含上述中的至少一种的组合存在的下使二酐和二胺反应以产生水性聚(酰胺酸)。

背景技术

通常通过首先在有机溶剂中生产聚(酰胺酸)来进行聚酰亚胺的合成。然后通过环化、消除水将聚(酰胺酸)转化为聚酰亚胺。然而，对于某些应用，不希望存在有机溶剂残留。因此仍需要具有低有机溶剂含量的聚酰亚胺和用于制造这种聚酰亚胺的方法。

发明内容

提供了用于合成聚(酰胺酸)的方法，在水中，在60℃至180℃、或60℃至100℃、或100℃至180℃的温度下，在惰性气氛下，在搅拌下，在叔胺、叔铵盐、叔铵氢氧化物、仲胺、仲铵盐、仲铵氢氧化物、季铵盐、季铵氢氧化物、氢氧化铵或包含上述中的至少一种的组合存在下，使二酐和二胺进行反应来生产水性聚(酰胺酸)。

在另一个实施方式中，提供了水溶性的聚酰亚胺前体，其包含四羧酸二酐组分、芳香族或脂肪族二胺组分和每1摩尔四羧酸二酐组分至少0.65摩尔的高级一元胺组分的反应产物。在一些实施方式中，以均匀溶液的形式提供前体。

具体实施方式

发明人已经发现在水中通过本文所描述的少量的高级一元胺制造聚(酰胺)酸可以产生聚(酰胺)酸的水溶液。然后通过热或化学方法可以将聚(酰胺)酸转化为聚酰亚胺。该方法是有效的并提供聚(酰胺)酸和不包含有机溶剂或有机溶剂残留的聚酰亚胺。另一个有利的特征是聚(酰胺)酸的水溶液可以是均匀的。在又进一步的优点中，聚(酰胺)酸的水溶液可以应用于底物，然后环化以直接在底物上提供聚酰亚胺。

特别地，用于合成聚(酰胺酸)的方法包括在水中，在60℃至180℃的温度下，在惰性气氛下，在搅拌下，使二酐和二胺反应来生产聚(酰胺酸)。

二酐可以具有式(1)：

其中，V是取代的或未取代的四价C_4-40烃基，例如取代的或未取代的C_6-20芳烃基团，取代的或未取代的、直链或支链、饱和的或不饱和的C_2-20脂肪族基团，或取代的或未取代的C_4-8亚环烷基基团或它们的卤化衍生物。在一个优选的实施方式中，二酐是芳香族二酐，特别地是取代的或未取代的C_6-20芳烃基团，诸如下式的那些中的任一种：

其中，W是-O-、-S-、-C(O)-、-SO₂-、-SO-、-C_yH_2y-(其中y是1至5的整数)或它们的卤化衍生物(其包括全氟亚烷基基团)、或如在下式(2)中描述的式T的基团。

具体的芳香族二酐是式(2)的芳香族双(醚酐)：

其中，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位置。在式(1)的-O-Z-O-中的基团Z也是取代或未取代的二价有机基团，并且可以是由1至6个C_1-8烷基基团、1至8个卤素原子、或它们的组合可选取代的芳香族C_6-24单环或多环部分，条件是不超过Z的化合价。示例性的基团Z包括衍生自式(3)的二羟基化合物的基团