聚(亚苯基醚)共聚物及制造方法技术

公开了一种聚(亚苯基醚)共聚物，包含约5至40摩尔百分数的衍生自2-苯基苯酚的重复单元和60至约95摩尔百分数的衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元，其中，聚(亚苯基醚)共聚物具有至少8,000原子质量单位的重均分子量。还公开了一种制备聚(亚苯基醚)共聚物的方法，该方法包括在溶剂、分子氧以及包含金属离子和至少一种胺配体的聚合催化剂存在下，氧化共聚包含约5至40摩尔百分数的2-苯基苯酚和约60至约95摩尔百分数的2,6-二甲基苯酚的单体混合物，以形成聚(亚苯基醚)共聚物在溶剂中的溶液，其中，2-苯基苯酚和2,6-二甲基苯酚的总摩尔与金属离子的摩尔的比率是约10:1至约1200:1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
聚(亚苯基醚)是由于耐水性、尺寸稳定性、和固有阻燃性、以及高氧渗透性和氧/氮选择性而已知的一类塑料。通过共混聚(亚苯基醚)与多种其他塑料可以定制如强度、硬度、耐化学性和耐热性的性能，以满足各种各样的消费产品，例如管道设备、电气盒、汽车部件、和绝缘电线和电缆的需求。聚(亚苯基醚)的另一种用途是制造太阳能集热器。设计太阳能来吸收太阳光并且将其转换为可以用于热建筑和以降低的成本产生热水的热能。通常，基于聚合物的太阳能集热器比常规铜平板集热器便宜得多，因此甚至在能量相对便宜的区域也是成本有效的。太阳能集热器可以达到非常高的温度，尤其当传热流体不存在或不循环时。太阳能集热器包括太阳能板、太阳能连接器、和接线盒(junction box)。太阳能连接器和接线盒可以在高至85℃的温度下操作，以及太阳能板可以在高至140℃的温度下工作。对于最常见的聚(亚苯基醚)，即聚(2,6-二甲基-1,4-二亚苯基醚)的当前最大的连续使用温度是约125℃。长时间暴露于这些高温下可以加速聚(亚苯基醚)的氧化降解，其可以伴随着使其适用于该申请的物理性能的损失。因此，在本领域中仍然需要具有增加的耐热和耐氧化降解的聚(亚苯基醚)。Kita等人的日本未审查专利公开JP 11-322921一般性地公开了通过氧化聚合2-甲基苯酚和第二一元酚(除了其它还可以是，2,6-二甲基苯酚)形成的共聚物。然而，没有2-苯基苯酚和2,6-二甲基苯酚的共聚物的实例。Kita还公开了包含50-100重量百分数的2-苯基苯酚单元和0-50重量百分数的一元酚单元的共聚物。当一元酚是2,6-二甲基苯酚时，Kita的重量比对应于41.8至100摩尔百分数的2-苯基苯酚。然而，2-苯基苯酚比2,6-二甲基苯酚贵，并且Kita的共聚物制备聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)将明显更贵。因此，本领域仍然需要具有热和氧化稳定性和降低的成本的良好平衡的聚(亚苯基醚)共聚物。
技术实现思路
一个实施方式是包含约5至40摩尔百分数的衍生自2-苯基苯酚的重复单元和60至约95摩尔百分数的衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元的聚(亚苯基醚)共聚物，其中，聚(亚苯基醚)共聚物具有至少8,000原子质量单位的重均分子量。另一个实施方式是制备2-苯基苯酚和2,6-二甲基苯酚的共聚物的方法，该方法包括在溶剂、分子氧和包含金属离子和至少一种胺配体的聚合催化剂存在下，氧化共聚包含约5至40摩尔百分数的2-苯基苯酚和约60至约95摩尔百分数的2,6-二甲基苯酚的单体混合物，以在溶剂中形成聚(亚苯基醚)共聚物的溶液，其中，2-苯基苯酚和2,6-二甲基苯酚的总摩尔与金属离子的摩尔的比率是约10:1至约1200:1。另一个实施方式是通过以下方法形成的聚(亚苯基醚)共聚物，该方法包括：在溶剂、分子氧气和包含金属离子和至少一种胺配体的聚合催化剂存在下，氧化共聚包含约5至40摩尔百分数的2-苯基苯酚和约60至约95摩尔百分数的2,6-二甲基苯酚的单体混合物，以形成聚(亚苯基醚)共聚物在溶剂中的溶液，其中，2-苯基苯酚和2,6-二甲基苯酚的总摩尔与金属离子的摩尔的比率是约10:1至约1200:1。以下详细描述了这些和其他实施方式。附图说明图1示出了实施例1和比较例2，重叠图(1a)；比较例2和市售聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，重叠图(1b)；和实施例1和比较例1的混合物(1c)的梯度分区洗脱色谱法的色谱图。图2示出了在约3.05至约4.05份每百万(parts per million)的区域内，比较例7(2a)、比较例6(2b)、实施例3(2c)、和比较例5(2d)的质子核磁共振(1H NMR)光谱。图3示出了在约3.05至约4.05份每百万的区域内，实施例1(3a)和3(3b)的1H NMR光谱。图4是在实施例4中使用的氧吸收(摄入，uptake)装置的示意图。图5示出了对于DMP均聚物、对于20/80OPP/DMP共聚物和对于用乙酸酐封端的20/80OPP/DMP共聚物，作为时间的函数的氧吸收率-氧吸收量。具体实施方式本专利技术人已经确定，通过氧化共聚包含特定量的2,6-二甲基苯酚和2-苯基苯酚的单体组合物，可以制备显示出耐热性、抗氧化性和成本良好平衡的聚(亚苯基醚)共聚物。增加的抗氧化性由降低的氧吸收率表征，以及增加的耐热性通过在氮下暴露于升高的温度后增加的残余重量表征。尽管在共聚单体混合物中2,6-二甲基苯酚含量较高，但是2,6-二甲基苯酚和2-苯基苯酚的氧化聚合主要产生2,6-二甲基苯酚和2-苯基苯酚的共聚物，而不是2,6-二甲基苯酚的均聚物。此外，可以制备具有高分子量的聚(亚苯基醚)共聚物，并且端基富含2-苯基苯酚。聚(亚苯基醚)共聚物包含约5至40摩尔百分数的衍生自2-苯基苯酚的重复单元和60至约95摩尔百分数的衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元。2-苯基苯酚与2,6-二甲基苯酚的区别部分在于在芳环上具有一个未取代的邻位。除了酚羟基基团，2-苯基苯酚可以在苯环的邻位或对位与另一个酚单体反应，如以下左边结构所示出的。相反，2,6-二甲基苯酚不具有未取代的邻位。除了酚羟基基团，它仅可以在对位与另一个酚单体反应，如以下右边结构所示出的：因此，衍生自2-苯基苯酚的重复单元可以具有以下结构或它们的组合：以及衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元包含具有以下结构的重复单元：在共聚物中，通常期望在头部单元(头单元，头基单元，head unit)的任一种共聚单体的摩尔百分数与在共聚物整体中的任一种共聚单体重复单元的摩尔百分数相同。然而，本专利技术人已经确定相对于在聚(亚苯基醚)共聚物整体中2-苯基苯酚重复单元的量，聚(亚苯基醚)共聚物的头部单元富含2-苯基苯酚。因此，在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)共聚物包含：基于100摩尔百分数的总的2-苯基苯酚头部单元和2,6-二甲基苯酚头部单元，摩尔百分数的2-苯基苯酚头部单元，和基于100摩尔百分数的总2-苯基苯酚重复单元和2,6-二甲基苯酚重复单元，总摩尔百分数的2-苯基苯酚重复单元，其中，2-苯基苯酚头部单元的摩尔百分数大于2-苯基苯酚重复单元的总摩尔百分数。聚(亚苯基醚)共聚物可以包含约1.1:1至约2:1的摩尔百分数的2-苯基苯酚头部单元与总摩尔百分数的2-苯基苯酚重复单元的比率。在这个范围内，2-苯基苯酚头部单元的摩尔百分数与2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚(亚苯基醚)共聚物，包含约5至40摩尔百分数的衍生自2‑苯基苯酚的重复单元和60至约95摩尔百分数的衍生自2,6‑二甲基苯酚的重复单元，其中，所述聚(亚苯基醚)共聚物具有至少8,000原子质量单位的重均分子量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.25 US 61/638,1111.一种聚(亚苯基醚)共聚物，包含约5至40摩尔百分数的衍生自2-苯
基苯酚的重复单元和60至约95摩尔百分数的衍生自2,6-二甲基苯
酚的重复单元，
其中，所述聚(亚苯基醚)共聚物具有至少8,000原子质量单位
的重均分子量。
2.根据权利要求1所述的聚(亚苯基醚)共聚物，其中，所述衍生自2-
苯基苯酚的重复单元具有以下结构或它们的组合：
并且，
所述衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元包括具有以下结构的重
复单元：
3.根据权利要求1或2所述的聚(亚苯基醚)共聚物，包含：
基于100摩尔百分数的总的2-苯基苯酚头部单元和2,6-二甲基
苯酚头部单元，摩尔百分数的2-苯基苯酚头部单元，以及
基于100摩尔百分数的总的2-苯基苯酚重复单元和2,6-二甲基
苯酚重复单元，总摩尔百分数的2-苯基苯酚重复单元，
其中，2-苯基苯酚端部单元的所述摩尔百分数大于2-苯基苯酚
重复单元的所述总摩尔百分数。
4.根据权利要求1或2所述的聚(亚苯基醚)共聚物，包括约1.1:1至约
2:1的2-苯基苯酚头部单元的摩尔百分率与2-苯基苯酚重复单元的
总摩尔百分率的比率。
5.根据权利要求1或2所述的聚(亚苯基醚)共聚物，其中，所述共聚物
具有约20,000至约200,000原子质量单位的重均分子量。
6.根据权利要求1所述的聚(亚苯基醚)共聚物，
其中，所述衍生自2-苯基苯酚的重复单位具有以下结构或它们
的组合：
其中，所述衍生自2,6-二甲基苯酚的重复单元包括具有以下结
构的重复单元：
其中，所述聚(亚苯基醚)共聚物包括
基于100摩尔百分数的总的2-苯基苯酚头部单元和2,6-二甲基
苯酚头部单元，摩尔百分数...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔瓦罗·卡里略，斯科特·迈克尔·费希尔，郭华，斯特凡·穆瓦斯，埃伊莱姆·塔尔克因塔斯，
申请(专利权)人：沙特基础创新塑料IP私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL