[发明专利]一种热塑性聚醚酰亚胺共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性聚醚酰亚胺共聚物，所述的热塑性聚醚酰亚胺共聚物的结构式为式(Ⅰ)所示结构式的任一种，是以双酚A二醚二酐和两种不同的二胺单体的混合物或二胺单体、双酚A二醚二酐和二酐单体的混合物为原料，经过共聚反应和化学亚胺化制备得到。所述的双酚A二醚二酐为3,4位构型、3,3位构型、4,4位构型的双酚A二醚二酐异构体的混合物。本发明通过在聚酰亚胺刚性的主链中引入柔性的醚键和刚性的芳基链段，制备得到热塑性聚醚酰亚胺共聚物溶解性好、加工性好，适合注塑、挤出、模压、熔融纺丝和溶液纺丝加工，在耐高温的工程塑料、薄膜、纤维、胶粘剂、涂料以及先进复合材料等领域应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物领域，尤其涉及一种热塑性聚醚酰亚胺共聚物及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能优异的树脂材料，具有良好的热稳定性、优异的机械性能、较好的尺寸稳定性、优良的化学稳定性、高击穿电压、低介电常数、高阻燃性、低膨胀系数等优点，现已被广泛应用于电子电器、航空航天、汽车、化工机械等高科技领域。但是，大多数聚酰亚胺树脂由于分子链刚性较强，使其很难进行熔融或溶解加工。

聚醚酰亚胺是在聚酰亚胺分子主链中引入了柔性-O-基团的热塑性树脂，其可以基本保留聚酰亚胺优异的力学性能、热稳定性、尺寸稳定性、无毒、耐辐射、耐燃、有熄性等优点，并在刚性较强的聚酰亚胺结构单元中引入醚键柔性基团提升了聚酰亚胺的溶解性以及热塑加工性能，还可降低成本。广泛应用于电子电气、食品、日用品、汽车、航空、医疗和一般工业等领域。但是引入柔性链段后，聚酰亚胺的热性能会有所降低。异构单元的引入可以在一定程度上提升热性能(Isomeric polyimides，Prog.Polym.Sci.2007,32,623-668.)。

公开号为CN109153786B的中国专利文献中公开了一种制备聚醚酰亚胺的方法，以双酚A二酐、对苯二胺和卤化芳族溶剂为原料，加热至205℃至330℃得到聚醚酰亚胺和溶剂的混合物，分离得到聚醚酰亚胺。该方法适用于大规模生产，制备得到的聚醚酰亚胺仅包含一种结构单元。

公开号为CN109503835A的中国专利文献中公开了一种聚醚酰亚胺及其制备方法。以二酚单体与双氯取代的萘酰亚胺单体、双氟取代的苯酰亚胺单体、氯代萘基氟代苯基酰亚胺单体为原料，在碱性催化剂存在条件下发生芳香亲核取代反应制备得到聚醚酰亚胺。

发明内容

本发明提供了一种热塑性聚醚酰亚胺共聚物，溶解性好、加工性好，适合注塑、挤出、模压、熔融纺丝和溶液纺丝加工，且制备方法简单、合成成本低。

具体采用的技术方案如下：

一种热塑性聚醚酰亚胺共聚物，其特征在于，结构式为式(Ⅰ)所示结构式的任一种：

其中，Ar₁和Ar₃为二胺类化合物的残基，结构不同；Ar₂为二酐类化合物的残基；m为2～60的整数，n为1～90的整数，x为1～60的整数，y为1～40的整数；

所述的结构含有式(Ⅱ)所示的三种结构：

优选的，所述的Ar₁和Ar₃选自式(Ⅲ)所示结构式中的任意一种，结构不同：

优选的，所述的Ar₂为式(Ⅳ)所示结构式中的任意一种：

本发明的热塑性聚醚酰亚胺共聚物在聚酰亚胺的刚性主链中引入柔性-O-基团，为了保证其热性能，进一步地引入了芳基刚性链段。

优选的，所述的热塑性聚醚酰亚胺共聚物的比浓对数粘度为0.3～0.8dL/g，优选为0.35～0.6dL/g。