制备聚醚酰亚胺的方法技术

一种制备聚醚酰亚胺组合物的方法，包括在二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，在大于130℃的温度使取代的邻苯二甲酸酐和有机二胺接触，以提供包含二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合以及双(邻苯二甲酰亚胺)的双(邻苯二甲酰亚胺)组合物；并且在二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，将双(邻苯二甲酰亚胺)和二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合以形成聚醚酰亚胺。该方法并不要求任何用于酰亚胺化或聚合的催化剂。

Method for preparing polyether imide

A method for preparing polyetherimide compositions, including two in the presence of dapsone, sulfolane or at least a combination including the solvent, the substituted phthalic anhydride and two organic amine two contact in more than 130 DEG C temperature, in order to provide at least a combination containing two phenyl sulfone, sulfolane or including the solvent and double (two phthalic dicarboximide) bis (phthalic two phthalimide) composition; and in the presence of two phenyl sulfone, sulfolane or at least one of the combinations including the solvent, the bis (phthalic two phthalimide) and to form polyetherimide polymerization of alkali metal salts of two hydroxy aromatic compounds. The method does not require any catalyst for acylation or polymerization.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及制备聚醚酰亚胺组合物的方法。
技术介绍
聚醚酰亚胺(“PEI”)是具有大于180℃的玻璃化转变温度(“Tg”)的无定形的、透明的、高性能聚合物。PEI进一步具有较高的强度、耐热性、模量和广泛的耐化学性，并且因此广泛用于各种应用，如机动车、电信、航空航天、电气/电子设备、运输和医疗保健。一种用于制备聚醚酰亚胺的方法是通过聚合二羟基芳香族化合物的碱金属盐(如，双酚A二钠盐(“BPANa2”))与取代的双(邻苯二甲酰亚胺)(如，双(卤代邻苯二甲酰亚胺))。例如，聚醚酰亚胺可以通过聚合BPANa2与1,3-双[N-(4-氯代邻苯二甲酰亚胺)]苯(“4-ClPAMI”)(其具有以下结构)来制备。也可以存在ClPAMI的其他异构体。接着，可以通过取代的或卤代邻苯二甲酸酐，如3-氯代邻苯二甲酸酐(“3-ClPA”)、4-氯代邻苯二甲酸酐(“4-ClPA”)或它们的混合物与有机二胺，如间苯二胺(“mPD”)或对苯二胺(“pPD”)的酰亚胺化来制备取代的双(邻苯二甲酰亚胺)，如双(卤代邻苯二甲酰亚胺)。通常在聚合催化剂存在下，在芳香族溶剂中，在双酚的二碱金属盐与双(卤代邻苯二甲酰亚胺)之间进行聚合。已经尝试在不使用任何催化剂的情况下制备聚醚酰亚胺以降低聚合物的制备成本。然而，这种方法需要纯化和分离取代的中间产物双(邻苯二甲酰亚胺)，这在商业环境中难于处理，且并不合乎需要。因此，在本领域中仍存在对于不需要聚合催化剂的用于制备聚醚酰亚胺的改善方法的需要。如果可以制备取代的双(邻苯二甲酰亚胺)并且直接用于置换聚合而不进行分离和纯化，将是进一步的优势。
技术实现思路
一种用于制备聚醚酰亚胺组合物的方法，包括：在二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，在大于130℃的温度下，将取代的邻苯二甲酸酐和有机二胺接触，以提供双(邻苯二甲酰亚胺)组合物，其包含二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合，以及下式的双(邻苯二甲酰亚胺)其中取代的邻苯二甲酸酐具有下式并且有机二胺具有式H2N-R-NH2，以及在二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，将双(邻苯二甲酰亚胺)和式MO-Z-OM的二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合，以形成下式的聚醚酰亚胺其中，在上式中，X是氟、氯、溴、碘、硝基或包括前述的至少一种的组合；R是具有6至27个碳原子的芳香族烃基团、其卤代衍生物，具有2至10个碳原子的直链或支链亚烷基基团、其卤代衍生物，具有3至20个碳原子的亚环烷基基团、其卤代衍生物，-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数，具有1至6个芳香族基团的芳香族烃基部分，以及下式的二价基团其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或包括前述的至少一种的组合；M是碱金属；Z是被1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或包括前述的至少一种的组合可选取代的芳香族C6-24单环或多环部分；并且n是大于1的整数。在另一实施方式中，一种用于制备聚醚酰亚胺组合物的方法包括：在二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，在130℃至250℃的温度下，将取代的邻苯二甲酸酐和有机二胺接触以提供双(邻苯二甲酰亚胺)组合物，其包含二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合，以及下式的双(邻苯二甲酰亚胺)其中取代的邻苯二甲酸酐具有下式并且有机二胺具有式H2N-R-NH2，以及在二苯砜、环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，将双(邻苯二甲酰亚胺)和双酚A的二钠盐或二钾盐聚合，以形成下式的聚醚酰亚胺其中，在上式中，X是氯；R是间亚苯基、对亚苯基、p,p-二苯醚或4,4’-二苯砜；Z是并且n是大于1的整数。还公开了通过本公开的方法制备的一种聚醚酰亚胺组合物。还进一步公开了一种聚醚酰亚胺组合物，其中该聚醚酰亚胺具有下式的结构其中，R是具有6至27个碳原子的芳香族烃基团、其卤代衍生物，具有2至10个碳原子的直链或支链亚烷基基团、其卤代衍生物，具有3至20个碳原子的亚环烷基基团、其卤代衍生物，-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数，具有1至6个芳香族基团的芳香族烃基部分，以及下式的二价基团其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或包括前述的至少一种的组合；并且Z是被以下可选地取代的芳香族C6-24单环或多环部分：1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或包括前述的至少一种的组合；并且n是大于1的整数；其中，组合物包括大于0.1份每百万份的二苯砜、环丁砜或包括前述的至少一种的组合，或者大于1份每百万份的钠或钾，或者小于300的黄度指数的一种或多种。附图说明提供了旨在为示例性且非限制性的附图说明，其中：图1是作为聚合时间的函数的聚醚酰亚胺的Mw的图；并且图2是使用不同的双酚A盐与ClPAMI的摩尔比的作为聚合时间的函数的聚醚酰亚胺的Mw的图。具体实施方式本文专利技术人已经出乎意料地发现目前可以不使用任何酰亚胺化催化剂，在具有高沸点的极性非质子溶剂，例如二苯砜或四亚甲基砜中制备取代的双(邻苯二甲酰亚胺)。在极性非质子溶剂中的所制备的取代的双(邻苯二甲酰亚胺)可以直接用于置换聚合(displacement polymerization)，无需从极性非质子溶剂中将其分离。在有利特性中，聚合不需要聚合催化剂。由本文公开的方法制备的聚醚酰亚胺是式(1)：其中，n大于1，例如10至1,000、具体地10至500或10至100、优选10至50。式(1)中的基团R是C6-27芳香族烃基团或其卤代衍生物，直链或支链C2-20、具体地C2-10亚烷基基团或其卤代衍生物，C3-20亚环烷基基团或其卤代衍生物，-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数，具有1至6个芳香族基团的芳香族烃基部分，以及下式(2)的基团其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-其中y是1至5的整数，或包括前述的至少一种的组合。在实施方式中，R是-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数，或下式(3)的二价基团其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或包括前述的至少一种的组合。在一些实施方式中，R是具有四个亚苯基基团的式(3)的二醚芳香族部分，其中Q1是直连键、-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数。在一些实施方式中，R是间亚苯基、对亚苯基或二芳基醚，如p,p-二苯醚，或二芳基砜，如4,4’-二苯砜。也可以特别提及其中R是二价的亚芳基醚的实施方式，例如，下式的亚芳基醚其中，Q1是直连键、-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或包括前述的至少一种的组合。在实施方式中，式(3a)中的Q1是-O-。式(1)中的基团Z是取代或未取代的二价有机基团，并可以是可选地被1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或它们的组合取代的芳香族C6-24单环或多环部分，条件是不超过Z的化合价。示例性的基团Z包括下式(4)的基团：其中Ra和Rb各自独立地是卤素原子或单价烃基团，并且可以是相同或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备聚醚酰亚胺组合物的方法，所述方法包括在二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，在大于130℃的温度下，使取代的邻苯二甲酸酐与有机二胺接触，以提供包含二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合，以及下式的双(邻苯二甲酰亚胺)的双(邻苯二甲酰亚胺)组合物其中，所述取代的邻苯二甲酸酐具有下式并且所述有机二胺具有下式H2N‑R‑NH2以及在二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，使所述双(邻苯二甲酰亚胺)与下式的二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合MO‑Z‑OM以形成下式的聚醚酰亚胺其中在上述式中X是氟、氯、溴、碘、硝基或包括前述的至少一种的组合；R是具有6至27个碳原子的芳香族烃基团、其卤代衍生物，具有2至10个碳原子的直链或支链亚烷基基团、其卤代衍生物，具有3至20个碳原子的亚环烷基基团、其卤代衍生物，‑(C6H10)z‑，其中z是1至4的整数，具有1至6个芳香族基团的芳香族烃基部分，以及下式的二价基团，其中，Q1是‑O‑、‑S‑、‑C(O)‑、‑SO2‑、‑SO‑、‑CyH2y‑，其中y是1至5的整数，或者包括前述的至少一种的组合；M是碱金属；Z是芳香族C6‑24单环或多环部分，该芳香族C6‑24单环或多环部分被1至6个C1‑8烷基基团、1至8个卤素原子或包括前述的至少一种的组合可选地取代；并且n是大于1的整数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.15 US 61/979,7131.一种用于制备聚醚酰亚胺组合物的方法，所述方法包括在二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，在大于130℃的温度下，使取代的邻苯二甲酸酐与有机二胺接触，以提供包含二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合，以及下式的双(邻苯二甲酰亚胺)的双(邻苯二甲酰亚胺)组合物其中，所述取代的邻苯二甲酸酐具有下式并且所述有机二胺具有下式H2N-R-NH2以及在二苯砜或环丁砜或包括前述溶剂的至少一种的组合存在下，使所述双(邻苯二甲酰亚胺)与下式的二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合MO-Z-OM以形成下式的聚醚酰亚胺其中在上述式中X是氟、氯、溴、碘、硝基或包括前述的至少一种的组合；R是具有6至27个碳原子的芳香族烃基团、其卤代衍生物，具有2至10个碳原子的直链或支链亚烷基基团、其卤代衍生物，具有3至20个碳原子的亚环烷基基团、其卤代衍生物，-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数，具有1至6个芳香族基团的芳香族烃基部分，以及下式的二价基团，其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或者包括前述的至少一种的组合；M是碱金属；Z是芳香族C6-24单环或多环部分，该芳香族C6-24单环或多环部分被1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或包括前述的至少一种的组合可选地取代；并且n是大于1的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述取代的邻苯二甲酸酐与所述有机二胺的化学计量比是1.95:1至2.05:1，并且所述双(邻苯二甲酰亚胺)与所述二羟基芳香族化合物的碱金属盐的化学计量比是0.9:1至1.1:1。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中是1至30％、特别是15至25％、优选18至22％。4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的方法，进一步包括在所述取代的邻苯二甲酸酐和所述有机二胺的酰亚胺化期间，确定所述取代的邻苯二甲酸酐与所述有机二胺的化学计量摩尔比；以及通过添加另外的取代的邻苯二甲酸酐或有机二胺可选地调节所述化学计量摩尔比。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的方法，进一步包括将所述二苯砜加热至大于130℃的温度，并且将所述取代的邻苯二甲酸酐和所述有机二胺与加热的所述二苯砜组合。6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的方法，进一步包括将单官能反应物添加至所述取代的邻苯二甲酸酐、所述有机二胺、所述二苯砜、环丁砜或包括前述的至少一种的组合。7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的方法，其中所述接触在130℃至250℃的温度下进行。8.根据权利要求1至7中任一项或多项所述的方法，其中所述接触在不存在酰亚胺化催化剂的情况下进行。9.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的方法，其中所述聚合在不存在聚合催化剂的情况下进行。10.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的方法，其中所述聚合在存在聚合催化剂的情况下进行。11.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的方法，其中X是氯、氟、溴或硝基，并且R是式-(C6H10)z-的二价基团，其中z是1至4的整数，或包...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尼·拉杰·肖拉甘，托马斯·林克·古根海姆，罗伊·雷·奥德尔，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL