[发明专利]侧链官能化的包含反应性端基的聚(芳基醚砜)共聚物

说明书

本发明涉及侧链官能化的包含反应性端基的共聚物(P1)。本发明还涉及由共聚物(P0)开始的共聚物(P1)的制备方法，以及该共聚物(P1)在制备膜、复合材料或涂层中的用途。本发明还涉及至少包含根据本发明的共聚物(P1)的树脂组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月19日提交的美国临时申请US62/944,121以及2020年3月10日提交的欧洲专利申请EP 20162138.0的优先权，出于所有目的将这些申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本发明涉及一种侧链官能化的包含反应性端基的共聚物(P1)、以及由共聚物(P0)开始制备该共聚物(P1)的方法，其也是本发明的目的。本发明还涉及共聚物(P1)在制备膜、复合材料或涂层中的用途，以及至少包含根据本发明的共聚物(P1)的树脂组合物。

背景技术

聚(芳基醚砜)(PAES)聚合物是具有优异韧性和冲击强度的高热稳定的聚合物。这些树脂通过缩聚反应制得，典型地是通过使用4,4’-二氯二苯砜(DCDPS)和其他芳香族二醇如双酚A(BPA)、4,4’-双酚(BP)或4,4’-二羟基二苯砜(DHDPS，也称为双酚S或BPS)而制得。

PAES用作环氧树脂复合材料中的增韧剂。通过提高基质中PAES的量，可增强复合材料的韧性或冲击特性。然而，这些聚合物在环氧复合材料基质中具有差的溶解性，这使得难以将PAES聚合物掺入环氧复合材料基质中。

为了克服上述问题，已使用了以反应性端基为特征的PAES改善环氧树脂的界面特性，这些以反应性端基为特征的PAES具有的溶解性低于PAES本身的溶解性。例如，US 2014/329973(索尔维公司(Solvay))描述了包含以下的环氧树脂组合物：环氧树脂、一种固化剂、一种促进剂、以及至少两种呈现出不同反应性端基的PAES聚合物。

虽然与其他PAES相比，这样的含有反应性端基的PAES显示出了具有更好的溶解性以及更好的与环氧树脂的反应性，但是这样的PAES在环氧复合材料基质中的添加有限制，从而限制了其在复合材料应用中的有益效果。

本发明的一个目的是通过提高PAES在环氧基质中的量来进一步改善复合材料的冲击特性和韧性。通过在这样的复合材料的基质中掺入作为本发明目的的侧链官能化的PAES共聚物(P1)解决了这一目的。

文献中已报道了这样的聚合物侧链官能化的方法：一些文章中描述了侧链官能化的聚(醚醚酮)(PEEK)聚合物的制备和用途。

NI JING等人的文章(J.Mater.Chem[材料化学杂志],2010,20,6352-6358)涉及基于磺化聚(醚醚酮)(PEEK)的交联杂化膜。该文章描述了从二烯丙基双酚A(daBPA)、4,4-二氟二苯甲酮(DFB)和5,5-羰基-双(2-氟苯磺酸酯)(SDFR)开始制备包含PEEK重复单元(其中一些重复单元是磺化的)的共聚物，以及从这种共聚物，以及磷钨酸(PWA)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)开始制备膜。

XUEHONG HUANG等人的文章(Applied Surface Science[应用表面科学]258,2012,2312-2318)涉及侧链型离子交换膜的合成。该文章描述了从DFB、双酚A和二烯丙基双酚A开始制备共聚物，并且该共聚物的接枝反应是在苯乙烯磺酸钠和KH570的存在下。

DING FC等人的文章(Journal of Power Sources[电源杂志]170,2007,20-27)涉及使用二烯丙基双酚(daBP)制造用于质子交换膜的交联磺化的含芴PEEK。