高分子量聚碳二酰亚胺及其生产方法技术

一种生产高分子量聚碳二酰亚胺的方法，其包含步骤：提供包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的异氰酸酯组分、碳二酰亚胺化催化剂和第一溶剂。该方法进一步包含步骤：将该异氰酸酯组分在第一溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下聚合，产生包括至少一种碳二酰亚胺化合物和第一溶剂的反应混合物。另外，该方法包含步骤：将第二溶剂和该反应混合物合并。最后，该方法包含步骤：在第一和第二溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下将该至少一种碳二酰亚胺化合物聚合第二时间段，产生高分子量聚碳二酰亚胺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种生产高分子量聚碳二酰亚胺的方法，其包含步骤：提供包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的异氰酸酯组分、碳二酰亚胺化催化剂和第一溶剂。该方法进一步包含步骤：将该异氰酸酯组分在第一溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下聚合，产生包括至少一种碳二酰亚胺化合物和第一溶剂的反应混合物。另外，该方法包含步骤：将第二溶剂和该反应混合物合并。最后，该方法包含步骤：在第一和第二溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下将该至少一种碳二酰亚胺化合物聚合第二时间段，产生高分子量聚碳二酰亚胺。【专利说明】专利技术背景专利
本专利技术的主题通常涉及高分子量聚碳二酰亚胺，和更具体的涉及一种具有优异的物理性能的高分子量聚碳二酰亚胺和涉及生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法。相关领域说明聚碳二酰亚胺是本领域已知的，并且包括R - N=C=N-R所示的重复结构单元,这里R是独立选择的有机基团例如芳族基团。已知的是聚碳二酰亚胺具有令人期望的物理性能例如耐热性，并且已经用于应用例如模塑件、涂料、膜等中。生产聚碳二酰亚胺的方法也是本领域已知的。在常规的生产聚碳二酰亚胺的方法中，有机异氰酸酯例如芳族异氰酸酯是在碳二酰亚胺化催化剂存在下聚合的。通常，该有机异氰酸酯是在碳二酰亚胺化催化剂存在下聚合的，同时分布在溶剂中，以使得该聚碳二酰亚胺以溶液产生。但是，在常规的生产聚碳二酰亚胺溶液的方法中，一旦聚碳二酰亚胺达到了某些分子量(其典型的是1000-3000)，该聚碳二酰亚胺在溶剂中沉淀和/或凝胶。一旦聚碳二酰亚胺在溶剂中沉淀和/或凝胶，聚合通常停止，这样聚碳二酰亚胺的分子量不再增加。同样，经由常规方法生产的聚碳二酰亚胺具有相对低的分子量，这明显降低了聚碳二酰亚胺可以用于其中的潜在的应用，这归因于由这样的聚碳二酰亚胺可以获得的物理性能。具体的，聚碳二酰亚胺的分子量影响了聚碳二酰亚胺的物理性能。另外，因为在生产聚碳二酰亚胺的常规方法中聚碳二酰亚胺沉淀，因此这些聚碳二酰亚胺不能在溶液中存储、运输或加工。而是经由常规方法生产的聚碳二酰亚胺是以粉末形式加工的。粉末形式的聚碳二酰亚胺通`常获自于将已经在溶液中沉淀和/或凝胶化的聚碳二酰亚胺进行分离。这样的聚碳二酰亚胺当加热到某些温度(例如大于180°C)时经常具有热固性，其进一步限制了聚碳二酰亚胺可以用于其中的应用。
技术实现思路
和优点本专利技术的主题是提供一种高分子量聚碳二酰亚胺和生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法。该生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法包含步骤:提供包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的异氰酸酯组分、碳二酰亚胺化催化剂和沸点温度约50-约150°C的第一溶剂。该方法进一步包含步骤:在第一溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下将该异氰酸酯组分聚合第一时间段，产生包括至少一种碳二酰亚胺化合物和第一溶剂的反应混合物。另外，该方法包含步骤:将第二溶剂(其与第一溶剂相同或不同)和该反应混合物合并。最后，该方法包含步骤:在第一和第二溶剂中和在碳二酰亚胺化催化剂存在下将该至少一种碳二酰亚胺化合物聚合第二时间段，产生该高分子量聚碳二酰亚胺。该高分子量聚碳二酰亚胺具有优异的物理性能和适于多种应用。具体的，该高分子量聚碳二酰亚胺具有这样的物理性能，其是常规性能塑料例如聚酰胺、聚醚砜、聚氯乙烯等典型的特性。同样，本专利技术的高分子量聚碳二酰亚胺可以代替常规性能塑料用于不同的和多种应用中，这归因于它优异的物理性能例如耐热性和热塑性。此外，本专利技术的高分子量聚碳二酰亚胺可以以常规性能塑料成本的一小部分来制造。【具体实施方式】本专利技术提供一种高分子量聚碳二酰亚胺和生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法。本专利技术的高分子量聚碳二酰亚胺具有优异的物理性能和适用于多种应用，如下面更详细描述的那样。例如该高分子量聚碳二酰亚胺可以用于合成纤维应用、汽车应用、航天应用和/或电子应用。但是应当理解该高分子量聚碳二酰亚胺不限于这样的应用；例如本专利技术的高分子量聚碳二酰亚胺可以用于涂料应用等。生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法包含提供异氰酸酯组分的步骤。该异氰酸酯组分包含甲苯二异氰酸酯(TDI)。该异氰酸酯组分可以包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的任一异构体，g卩，该异氰酸酯组分可以包含2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)或2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI)。可选择的，该异氰酸酯组分可以包含这些异构体的混合物，即，该异氰酸酯组分可以包含2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)和2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI) 二者。适于本专利技术目的市售的异氰酸酯组分的一个具体的例子是Lupranate? τ-so，其市售自 BASF Corporation of Florham Park, New Jersey。 显著的，Luprana I e# τ-so 包含2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)和2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI)的混合物。该生产该高分子量聚碳二酰亚胺的方法进一步包含提供碳二酰亚胺化催化剂的步骤。该碳二酰亚胺化催化剂可以是生产聚碳二酰亚胺领域的技术人员已知的任何类型的碳二酰亚胺化催化剂。通常，该碳二酰亚胺化催化剂选自叔酰胺、碱式金属化合物、羧酸金属盐和/或非碱式有机金属化合物。在某些实施方案中，该碳二酰亚胺化催化剂包含磷化合物。适于碳二酰亚胺化催化剂目的磷化合物具体的例子包括但不限于环磷烯氧化物例如3-甲基-1-苯基-2-环磷烯氧化物，1-苯基-2-环磷烯-1-氧化物，3-甲基-2-环磷稀_1_氧化物，1-乙基_2-环憐稀-1-`氧化物，3-甲基-1-苯基-2-环憐稀-1-氧化物和3-环憐烯其异构体。一种特别合适的环憐烯氧化物是3-甲基-1-苯基-2-环憐烯-氧化物。仅仅出于说明性目的，3-甲基-1-苯基-2-环磷烯-氧化物是用下面的结构表示的:适于碳二酰亚胺化催化剂目的磷化合物另外的例子包括但不限于磷酸酯、二氮杂-和噁唑环磷烯和膦烷。这样的磷化合物具体的例子包括但不限于磷酸酯和其他磷酸酯例如磷酸三甲基酯，磷酸三乙基酯，磷酸三丁基酯，三-2-乙基己基磷酸酯，三丁氧基乙基磷酸酯，三油基磷酸酯，三苯基磷酸酯，三甲苯基磷酸酯，三二甲苯基磷酸酯，甲苯基二苯基磷酸酯，二甲苯基二苯基磷酸酯，2-乙基己基二苯基磷酸酯等；酸性磷酸酯例如甲酸磷酸酯，乙酸磷酸酯，异丙酸磷酸酯，丁酸磷酸酯，2-乙基己酸磷酸酯，异癸酸磷酸酯，月桂酸磷酸酯，异十三烷酸磷酸酯，十四烷酸磷酸酯，异硬脂酸磷酸酯，油酸磷酸酯等；叔亚磷酸酯例如三苯基亚磷酸酯，三(对甲苯基)亚磷酸酯，三(壬基苯基)亚磷酸酯，三异辛基亚磷酸酯，二苯基异癸基亚磷酸酯，苯基二异癸基亚磷酸酯，三异癸基亚磷酸酯，三硬脂基亚磷酸酯，三油基亚磷酸酯等；仲亚磷酸酯例如二-2-乙基己基亚磷酸氢酯，二月桂基亚磷酸氢酯，二油基亚磷酸氢酯等；和氧化膦，例如三乙基氧化膦，三丁基氧化膦，三苯基氧化膦，三(氯甲基)氧化膦，三(氯甲基)氧化膦等。包含磷酸酯的碳二酰亚胺化催化剂和它们的制备方法描述在美国专利N0.3056835中，其在此以它全部引入作为参考。碳二酰亚胺化催化剂仍然另外的例子包括但不限于1-苯基-3-甲基环磷烯-氧化物，1-苄基_3_甲基环憐稀-氧化物，1-乙基_3_甲基环憐稀-氧化物，1-苯基-3-甲基环磷烯二氯，1-苄基-3-甲基环磷烯二氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产高分子量聚碳二酰亚胺的方法，所述方法包含步骤：提供包含甲苯二异氰酸酯(TDI)的异氰酸酯组分；提供碳二酰亚胺化催化剂；提供沸点温度为约50‑约150℃的第一溶剂；在该第一溶剂中和在该碳二酰亚胺化催化剂存在下将该异氰酸酯组分聚合第一时间段，产生包括至少一种碳二酰亚胺化合物和该第一溶剂的反应混合物；将与该第一溶剂相同或不同的第二溶剂与该反应混合物合并；和在该第一和第二溶剂中和在该碳二酰亚胺化催化剂存在下将该至少一种碳二酰亚胺化合物聚合第二时间段，产生所述高分子量聚碳二酰亚胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布格塔亚，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE