[发明专利]聚醚酰亚胺的制造方法

说明书

一种制备聚醚酰亚胺的方法，包括：在溶剂和聚合物添加剂存在下，使胺基之间具有四个键的第一二胺、胺基之间具有大于或等于五个键的第二二胺、4‑卤代邻苯二甲酸酐和3‑卤代邻苯二甲酸酐反应以产生包含3,3'‑双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、3,4'‑双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、4,4'‑双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、溶剂和聚合物添加剂的混合物，其中3‑卤代邻苯二甲酸酐与4‑卤代邻苯二甲酸酐的摩尔比为98:02至50:50并且第一二胺与第二二胺的摩尔比为98:02至02:98；和使该混合物与二羟基芳香族化合物的碱金属盐反应以产生聚醚酰亚胺，其中基于聚醚酰亚胺的总重量，该聚醚酰亚胺的环状化合物含量小于或等于5重量％，其中聚合物添加剂在亚胺化反应温度和压力下溶解在溶剂中。

背景技术

聚醚酰亚胺(“PEI”)是通常具有大于180℃的玻璃化转变温度(“Tg”)的无定形的、透明的、高性能聚合物。PEI进一步具有高的强度、耐热性和广泛的化学耐受性，并且因此被广泛用于各种应用，如机动车、电信、航空航天、电气/电子设备、运输和医疗保健。

然而，聚醚酰亚胺的高粘度阻碍了其用于一些需要被填充的复杂模具的应用中，尤其是具有薄壁部分的模具。因此，需要具有足够低粘度的聚醚酰亚胺来填充复杂的模具。粘度要求与延展性和热稳定性的需要相结合，以允许操纵模塑制品。

因此，本领域仍然需要用于制备具有改善性能的聚醚酰亚胺的方法，特别是在高剪切下具有高Tg和改善的流动性、但具有降低的不希望的副产物水平(包括卤化副产物和低分子量环状副产物)的聚醚酰亚胺。这些副产物可能对所得聚合物的性质产生不利影响。这种有害影响包括较低的玻璃化转变温度、降低的延展性和降低的光泽度。

发明内容

本文公开了一种制备聚醚酰亚胺的方法，包括：在亚胺化反应温度和压力下，在溶剂和聚合物添加剂存在下，使胺基之间具有四个键的二胺、胺基之间具有大于或等于五个键的二胺、4-卤代邻苯二甲酸酐和3-卤代邻苯二甲酸酐反应以产生包含3,3'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、3,4'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、4,4'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、溶剂和聚合物添加剂的混合物，其中3-卤代邻苯二甲酸酐与4-卤代邻苯二甲酸酐的摩尔比为98:02至50:50，胺基之间具有四个键的二胺与胺基之间具有大于或等于五个键的二胺的摩尔比为98:02至02:98；使该混合物与二羟基芳香族化合物的碱金属盐反应以产生聚醚酰亚胺，基于聚醚酰亚胺的总重量，该聚醚酰亚胺的环状化合物含量小于或等于5重量％，玻璃化转变温度大于或等于216℃，重均分子量大于或等于25,000道尔顿；其中聚合物添加剂在亚胺化反应温度和压力下溶解在溶剂中。所制备的聚醚酰亚胺的粘度比使用05:95的摩尔比的3-卤代邻苯二甲酸酐与4-卤代邻苯二甲酸酐制备的聚醚酰亚胺的粘度低至少25％。

还描述了一种制备聚醚酰亚胺的方法，包括：在亚胺化反应温度和压力下，在溶剂和聚合物添加剂存在下，使具有以间位关系位于芳香环上的胺基的芳香族二胺、具有以对位关系位于芳香环上的胺基的芳香族二胺、4-卤代邻苯二甲酸酐和3-卤代邻苯二甲酸酐反应以产生包含3,3'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、3,4'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、4,4'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、溶剂和聚合物添加剂的混合物，其中3-卤代邻苯二甲酸酐与4-卤代邻苯二甲酸酐的摩尔比为98:02至50:50，具有以间位关系位于芳香环上的胺基的芳香族二胺与具有以对位关系位于芳香环上的胺基的芳香族二胺的摩尔比为98:02至02:98；使该混合物与二羟基芳香族化合物的碱金属盐反应以产生聚醚酰亚胺，其中基于聚醚酰亚胺的总重量，该聚醚酰亚胺的环状化合物含量小于或等于5重量％，玻璃化转变温度大于或等于216℃，重均分子量大于或等于25,000道尔顿；其中聚合物添加剂在亚胺化反应温度和压力下溶解在溶剂中。所制备的聚醚酰亚胺的粘度比使用05:95的摩尔比的3-卤代邻苯二甲酸酐与4-卤代邻苯二甲酸酐制备的聚醚酰亚胺的粘度低至少25％。

还描述了一种制备聚醚酰亚胺的方法，包括：在亚胺化反应温度和压力下，在溶剂和聚合物添加剂存在下，使4-卤代邻苯二甲酸酐和3-卤代邻苯二甲酸酐与间苯二胺以及对苯二胺和4,4'-二氨基二苯砜中的一种或多种反应以产生包含以下各项的混合物：式(I)的3,3'-双(卤代邻苯二甲酰亚胺)