[发明专利]高溶解性芳香聚酰亚胺

说明书

本发明涉及一类全环化芳香聚酰亚胺，其特征是含有烷基取代的芳芳香二胺和/或烷基取代的卤代芳香二胺。这些芳香聚酰亚胺在较弱的溶剂(例如甲苯)中比其它高温芳香聚酰亚胺更易溶解。

美国专利4,629,685、4,629,777和4,656,116公开了了高级烷基取代的芳香聚酰亚胺，其中有些聚酰亚胺可溶于非质子传递良溶剂。他们尚未公开这些在较弱的溶剂中可溶解的聚酰亚胺。

美国专利3,356,648公开了由六氟亚丙基桥二胺和二酐合成的聚酰胺酸和聚酰亚胺，它们可溶于相对较弱的溶剂，例如丙酮，但不溶于更弱的溶剂，例如甲苯。

美国专利3,959,350叙述了可溶于非质子传递良溶剂的聚酰亚胺。但未举例说明其在较弱溶剂中的溶解性。

美国专利3,705,870叙述了由2，4-二氨基二苯胺和2，4-二氨基二苯硫醚制得的可溶性聚酰亚胺。未举例说明其在弱溶剂中的溶解性。

美国专利3,705,869叙述了由3，3-二(对氨基苯基)-1-苯基羟吲哚和3，3-二(对氨基苯基)羟吲哚得到的可溶性聚酰亚胺。未公开在弱溶剂中的溶解性。

美国专利3,758,434叙述了可溶于非质子传递良溶剂的聚酰亚胺。未公开在较弱溶剂中的溶解性。

美国专利3,787,367叙述了可溶性共聚酰亚胺。未公开在较弱溶剂中的溶解性。

美国专利3,803,075叙述了由2，6-二氨基-S-三嗪制备的聚酰亚胺。这种材料不溶于弱溶剂。

美国专利3,856,752叙述了由苯基二氢化茚二胺和二酐制备的可溶性聚酰亚胺。未公开在弱溶剂中的溶解性。

美国专利4,078,142和4,145,522叙述了具有改进的溶解性能的聚酰亚胺材料。然而未公开其溶解性资料。

美国专利3,546,175叙述了由2，4-二氨基异丙苯、1，2，4，5-苯四甲酸二酐和3，3；4，4′-二苯甲酮四甲酸二酐制备的可溶性芳香聚酰亚胺。发现这些材料仅溶于非质子传递良溶剂。

美国专利3,642,682叙述了由胍胺类胺制备的可溶性聚酰亚胺。对这种材料，弱溶剂可用作为非质子传递良溶剂的稀释剂和助溶剂。

美国专利4,588,804叙述了一系列可溶性聚酰亚胺。未公开在弱溶剂中的溶解性。

美国专利4,607,093叙述了可溶性聚酰亚胺。揭示了这些材料不溶解于弱溶剂。

NASA-TM-89016叙述了可溶性聚酰亚胺。未公开这些材料在弱溶剂中的溶解性。

本发明涉及可溶解于弱溶剂(例如甲苯)的聚酰亚胺。这些聚酰亚胺是由一种或多种取代的4，4′-亚甲基双苯胺和1，2，4，5-苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐或4，4′-〔2，2，2-三氟-1-(三氟甲苯)亚乙基〕-二(1，2-苯二甲酸酐)制成的。

聚酰亚胺作为一类化合物，在大量溶剂中往往不溶解。这种不溶性与极好的高温性能和高软化温度相结合，已使芳香聚酰亚胺材料很难二次加工成许多产品。由不溶性芳香聚酰亚胺制成薄膜、涂料和其它构件的二次加工通常需要复杂的工艺。例如薄膜可以由不溶性聚酰亚胺的可溶性聚酰胺酸前体制成。该薄膜在脱除过量溶剂以后，经热脱水和/或化学处理脱水使该前体薄膜转化成聚酰亚胺薄膜。另外还有一些问题，例如在固化阶段的过程中由于副产物水的挥发而造成空隙的形成。

在专业领域中已通过开发可溶性全环化聚酰亚胺克服了上述缺点。这些材料大多数只溶于非质子传递良溶剂，通常为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚、二氯甲烷和酚类溶剂等。可溶于很弱的溶剂，例如酮(如丙酮)或芳香烃类的全环化聚酰亚胺很少。在最近一篇关于可溶性聚酰亚胺的述评中，所举实例中可溶于丙酮的聚酰亚胺不足5％(见F.W.Harris，W.A.Feld，和.H.Lanier，Am.Chem.Soc.，PolymerPreprints，17，(1976)PP.353-358)。至今，可溶于甚至比丙酮更弱的溶剂的全环化高温聚酰亚胺尚未公开。

在弱溶剂中的可溶性提供不能用于不溶或难溶聚酰亚胺的独特的加工机会。与较好的溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮相比较弱的溶剂往往具有更高的挥发性。因此，由溶于较弱的易挥发溶剂的聚酰亚胺制成薄膜、涂层等比由只溶于较好溶剂的聚酰亚胺进行制备需要较低的温度。因此，用于制造这种聚酰亚胺构件的大量二次加工工艺可以避免。