[发明专利]芳族聚砜共聚物

说明书

本文描述了芳族聚砜共聚物的组合物和制备方法。聚砜共聚物具有有利的性质，特别是具有高的玻璃化转变温度(T_g)、改善的热稳定性、改善的阻燃性、良好的机械性能、耐化学性和高温下的尺寸稳定性。聚砜共聚物适用于通过注塑、挤出、压塑、涂布、吹塑、热成型、滚塑和增材制造来制造高温模塑系统和其他制品。

技术领域

本发明总体上涉及具有改善的耐热性、热稳定性和阻燃性的芳族聚砜共聚物组合物、其制备方法以及其在具有挑战性的环境中的用途。

背景技术

高性能芳族聚合物如聚(芳醚砜)、聚(芳醚酰亚胺)和聚(芳醚酮)具有高的强度、耐热性、模量、低重量、电绝缘性、阻燃性、和广泛的耐化学品性，因此广泛用于汽车、石油和天然气、电信、电/电子、航空航天、水净化、热水管道、食品加工和医疗保健等各种应用。

聚(芳醚砜)(PAES)，例如双酚A聚砜(PSU)、聚醚砜(PESU)和聚苯砜(PPSU)，以良好的透明度、低热膨胀系数、水解稳定性、高抗冲击强度、尺寸稳定性和高温下的模量保持率而著称。

聚(芳醚砜)通常通过双酚(例如双酚-A、双(4-羟基苯基)砜和4,4'-联苯酚)与双(4-氯苯基)砜的亲核缩聚来制备，例如，如在美国专利号4,108,837、4,175,175和6,228,970中所描述的。可从Solvay Advanced Polymers LLC以商标商购的具有187℃的玻璃化转变温度(T_g)的PSU衍生自双酚A和双(4-氯苯基)砜。由于其相对较低的T_g，它在180℃以上的温度下的应用受到限制。可从Solvay Advanced Polymers LLC以商标商购的具有220℃的玻璃化转变温度(T_g)的PESU衍生自双(4-羟基苯基)砜和双(4-氯苯基)砜。可从Solvay Advanced Polymers LLC以商标商购的具有220℃的玻璃化转变温度(T_g)的PPSU衍生自4,4'-联苯酚和双(4-氯苯基)砜。由于其优异的机械性能和其他性能，PESU和PPSU可用于制造各种有用的制品，例如模制品、薄膜、片材和纤维。但是，PESU和PPSU的玻璃化转变温度(T_g)为220℃，不能用于要求耐热性大于210℃的应用中。

在美国专利8,609,801中，Hay等人教导了一类新的包含2H-苯并咪唑-2-酮部分的聚合物和共聚物。特别地，Hay等人公开了：

2H-苯并咪唑-2-酮和2,2-双(4-羟基苯基)丙烷与4,4'-二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：

其中m:n的摩尔比为30:70至50:50，玻璃化转变温度为170℃至200℃；

以及2H-苯并咪唑-2-酮和氢醌与4,4'-二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：

其中m:n的摩尔比为12.5:87.5至30:70，玻璃化转变温度为163℃至186℃；

以及2H-苯并咪唑-2-酮和4,4'-联苯酚与4,4'-二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：

其中m:n的摩尔比为30:70至70:30，玻璃化转变温度为217℃至235℃。

中国专利CN103450478B教导了一种玻璃化转变温度为226℃的2H-苯并咪唑-2-酮和4,4'-二氟二苯甲酮的聚酮均聚物：

由于相对低的玻璃化转变温度，这些来自2H-苯并咪唑-2-酮的聚酮聚合物应用有限。

在美国专利8,609,801中，Hay等人还公开了：

2H-苯并咪唑-2-酮和双酚-A与双(4-氟苯基)砜的聚砜共聚物：