使用N-甲酰基吗啉:3-甲氧基N,N-二甲基丙酰胺制备聚酰胺-酰亚胺树脂制造技术

本申请实施方式大体上涉及使用N‑甲酰基吗啉:3‑甲氧基N,N‑二甲基丙酰胺制备聚酰胺‑酰亚胺树脂。该方法的一种实施方式包括使用聚合方法产生聚合物溶液，所述聚合方法包括制备至少包括N‑甲酰基吗啉(NFM)或NFM与作为共溶剂的3‑甲氧基N,N‑二甲基丙酰胺(MDP)的组合的溶剂，将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三甲酸酐(TMA)与所述溶剂混合以产生聚合物溶液，和通过将NFM:MDP溶剂混合物或MDP添加到产生的聚合物溶液中来稀释聚合物溶液。所述方法进一步包括加工稀释的聚合物溶液以产生聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺‑酰胺酸树脂聚合物。

Preparation of polyamide-imide resin with N-formylmorpholine:3-methoxy N,N-dimethylpropylamide

The embodiment of this application generally relates to the preparation of polyamide imide resin by using N formylmorpholine: 3 methoxy N, N dimethylpropylamide. One embodiment of the method includes the use of a polymerization method to produce a polymer solution. The polymerization method includes the preparation of a solvent comprising at least N-formylmorpholine (NFM) or NFM and a combination of 3-methoxy N, N-dimethylpropionamide (MDP) as a co-solvent, the mixing of diphenylmethane diisocyanate (MDI) and trimellitic anhydride (TMA) with the said solvent to produce a polymer solution, and The polymer solution is diluted by adding a mixture of NFM: MDP solvents or MDP to the resulting polymer solution. The method further includes processing diluted polymer solutions to produce polyamide imide polymers or polyamide-amic acid resin polymers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用N-甲酰基吗啉:3-甲氧基N,N-二甲基丙酰胺制备聚酰胺-酰亚胺树脂相关申请的交叉引用本专利申请要求以下文献的优先权并将其并入本申请以作参考：2016年6月6日提交的题为“NovelFullScaleProcessforPreparingPolymerPowders”的美国临时专利申请62/346,440；2016年6月6日提交的题为“PreparationOfPolyamide-ImideResinsUsingN-FormylMorpholine:3-MethoxyΝ,Ν-Dimethylpropanamide”的美国临时专利申请62/346,443；和2016年6月7日提交的题为“PAI-BasedCoatingCompositions”的美国临时专利申请62/347,020。
本申请所述的实施方式大体上涉及化学加工的
，更具体地涉及使用N-甲酰基吗啉:3-甲氧基N,N-二甲基丙酰胺制备聚酰胺-酰亚胺树脂的

技术介绍
聚酰胺酰亚胺和聚酰胺酰胺酸树脂聚合物(下文称为PAI)是公知的热稳定的聚合物，其由于它们优异的粘合性、耐温度性和高强度而用于很多高性能涂料应用。合成具有便于制造涂层的形式的聚酰胺酰亚胺聚合物的典型途径包括：使二异氰酸酯(通常为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI))与偏苯三甲酸酐(TMA)反应。在该方法中，PAI聚合物通常在极性非质子溶剂例如N-甲基酰胺化合物中制造，所述溶剂包括但不限于：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)，或N-乙基吡咯烷酮。但是，随着对某些材料和混配物管理增加，用于这些聚合的溶剂由于毒性关注而受到严格审查。附图说明本申请所述的实施方式通过实例且不受限制性地示例在附图中，其中相似的附图标记指代相似的要素。图1是流程图，其说明根据一种实施方式的制备聚酰胺酰亚胺树脂的方法；图2A是表，其总结关于根据一种或多种实施方式的制备实施例的信息的第一部分；和图2B是表，其总结关于根据一种或多种实施方式的制备实施例的信息的第二部分。具体实施方式本申请的实施方式大体上涉及使用N-甲酰基吗啉:3-甲氧基N,N-二甲基丙酰胺制备聚酰胺-酰亚胺树脂。聚酰胺酰亚胺和聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物(在本申请称为PAI)是热稳定的聚合物，其由于所需的性质例如提高的粘合性、耐温度性和高强度而用于很多高性能涂料应用。在一些实施方式中，聚酰胺酰亚胺材料在无CMR的(CMR是指致癌的、致突变的或有毒性的物质)共溶剂系统例如N-甲酰基吗啉(NFM)与3-甲氧基N,N-二甲基丙酰胺(MDP)的组合中产生。一些实施方式包括在聚合过程中以各种量使用MDP作为共溶剂和在聚合之后使用MDP作为稀释剂，聚合在NFM中进行。所得树脂的测试结果显示有利的性质，证明包含MDP作为共溶剂的无CMR的基于NFM的PAI材料的适用性。本申请所述的实施方式大体上涉及用于制造和使用聚酰胺酰亚胺和/或聚酰胺酸树脂的低毒性溶剂系统。在一些实施方式中，溶剂系统可以用于制造聚酰胺酰亚胺和/或聚酰胺酸树脂或溶解聚酰胺酰亚胺和/或聚酰胺酸树脂以用于涂料溶液应用。本申请并入以下文献以作参考：之前在2015年4月15日提交的题为“LowToxicitySolventSystemforPolyamideimideandPolyamideAmicAcidResinCoatingSolutionsThereof”的美国专利申请14/687,771，进一步要求美国临时专利申请61/981,155(本申请称为“'771专利申请”)的优先权。已经努力去开发在无毒性无CMR的溶剂中合成聚酰胺酰亚胺(PAI)混配物的技术，所述溶剂的性能与基于N-甲基吡咯烷酮(NMP)和/或N-乙基吡咯烷酮(NEP)的制剂一样好。但是，用新溶剂再配制不是简单的替代。如果想要在聚合物材料的合成中使用不同的溶剂，需要解决各种因素。可以针对给定的涂料应用确定溶剂的适合性的物理性质的一些实例包括溶剂的溶解力、极性、相对蒸发速率、闪点和/或类似性质。本申请所述的实施方式在各方面提供了使用无CMR的树脂，例如以制备具有受控性质的精细树脂，以允许顾客、包括B2B(商业对商业)配方设计师具有较大的灵活性。图1是流程图，其说明根据一种或多种实施方式的产生PAI的方法。在一些实施方式中，产生PAI的方法100包括：(1)使用聚合方法105产生聚合物溶液，其中聚合方法包括：(a)制备至少包括N-甲酰基吗啉(NFM)或NFM与作为共溶剂的3-甲氧基Ν,Ν-二甲基丙酰胺(MDP)的组合的溶剂110。在一些实施方式中，制备的溶剂包括一种或多种另外的共溶剂，所述共溶剂选自：环己酮、碳酸亚丙酯、甲基乙基酮，或2-辛酮。(b)将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三甲酸酐(TMA)与溶剂混合以产生聚合物溶液115。(c)用NFM:MDP溶剂混合物稀释聚合物溶液或将MDP混合进产生的聚合物溶液中120。在一些实施方式中，将聚酰胺酰亚胺聚合物溶液进一步与胺和会组合以制备聚合物树脂的聚酰胺酸盐形式。在一些实施方式中，聚合物溶液进一步包括以下的一种或多种：润滑剂、粘度调节剂、着色剂、增稠剂、填料、稀化溶剂(thinningsolvents)、触变剂、粘合剂、颜料、填料、分散剂、表面张力改性剂、稳定剂和氟聚合物。(2)加工稀释的聚合物溶液以产生聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物125。在一些实施方式中，加工稀释的聚合物溶液包括将聚合物溶液添加到抗溶剂中以使树脂固体在混合物中沉淀，和从溶液中分离沉淀的树脂固体。在其它实施方式中，进一步稀释聚合物溶液用于涂布操作。在一些实施方式中，方法进一步包括将稀释的聚合物溶液涂布到基底表面上以产生涂层；和使涂层固化。在一些实施方式中，涂料组合物包括根据以上提供的方法制造的聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物。图2A和2B说明各自根据对应实施方式的溶剂和共溶剂的制造实施方式实施例和对应的组合物实施方式的特征。更具体地，图2A提供以下关于各制造实施方式实施例和涂料组合物实施例的信息：(a)聚合溶液的描述；(b)NFM的量，以克重量为单位；(c)MDP的量，以克重量为单位；(d)TMA的量，以克重量为单位；(e)MDI的量，以克重量为单位；(f)TMA的摩尔数与MDI的摩尔数的比率；(g)聚合物溶液中固体的百分比；(h)预聚物方法的温度和时间。图2B进一步提供以下关于各制造实施方式实施例和涂料组合物实施例的信息：(a)聚合物溶液的聚合温度和时间；(b)如果存在的话，聚合物溶液中胺和水的最终质量；(c)以NTU(比浊测量法的浊度单位)为单位的聚合物溶液的浊度；(d)聚合物溶液的视觉雾度；(e)以cP(厘泊)为单位(通过BrookfieldDV-III流变仪测量)的聚合物溶液的粘度；(f)聚合物溶液中固体的百分比；(g)以mgKOH/g(中和1克聚合物中的酸所需的氢氧化钾(KOH)碱的毫克数)为单位的聚合物溶液的酸值。(h)以下方面的GPC(凝胶渗透色谱)数据：数均分子量、重均分子量和分子量比；(i)以微米(微米)为单位的涂层膜厚度；(j)在测试条件下涂层的开裂。提供以下实施例以说明某些实施方式，包括可比性质的实施例。但是，实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：使用聚合方法产生聚合物溶液，所述聚合方法包括：制备至少包括N‑甲酰基吗啉(NFM)或NFM与作为共溶剂的3‑甲氧基Ν,Ν‑二甲基丙酰胺(MDP)的组合的溶剂，将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三甲酸酐(TMA)与所述溶剂混合以产生所述聚合物溶液，和通过将NFM:MDP溶剂混合物或MDP添加到所产生的聚合物溶液中来稀释所述聚合物溶液；和加工所述稀释的聚合物溶液以产生聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺‑酰胺酸树脂聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 US 62/346,440;2016.06.06 US 62/346,443;1.一种方法，其包括：使用聚合方法产生聚合物溶液，所述聚合方法包括：制备至少包括N-甲酰基吗啉(NFM)或NFM与作为共溶剂的3-甲氧基Ν,Ν-二甲基丙酰胺(MDP)的组合的溶剂，将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三甲酸酐(TMA)与所述溶剂混合以产生所述聚合物溶液，和通过将NFM:MDP溶剂混合物或MDP添加到所产生的聚合物溶液中来稀释所述聚合物溶液；和加工所述稀释的聚合物溶液以产生聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物。2.权利要求1的方法，其中将所述聚合物溶液进一步与胺和水组合以产生所述聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物的聚酰胺酸盐形式。3.权利要求1的方法，其中所述制备的溶剂包括一种或多种另外的共溶剂，所述共溶剂选自：环己酮、碳酸亚丙酯、甲基乙基酮，或2-辛酮。4.权利要求1的方法，其中所述聚合物溶液进一步包括一种或多种润滑剂、粘度调节剂、着色剂、增稠剂、填料、稀化溶剂、触变剂、粘合剂、颜料、填料、分散剂、表面张力改性剂、稳定剂和氟聚合物。5.权利要求1的方法，其中加工所述稀释的聚合物溶液包括：将所述稀释的聚合物溶液添加到一种或多种抗溶剂中，以使所述树脂固体在所述溶液中沉淀；和从所述溶液中分离出沉淀的树脂固体。6.权利要求1的方法，其中将所述聚合物溶液稀释用于涂布操作，并且其中加工所述稀释的聚合物溶液包括：将所述稀释的聚合物溶液涂布到基底表面上以产生涂层；和使所述涂层固化。7.一种涂料组合物，其包含根据下述方法制造的聚酰胺酰亚胺聚合物或聚酰胺-酰胺酸树脂聚合物，所述方法包括：制备包括N-甲酰基吗啉(NFM)或NFM与作为共溶剂的3-甲氧基Ν,Ν-二甲基丙酰胺(MDP)的组合的溶剂；将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和偏苯三甲酸酐(TMA)与所述溶剂混合以产生聚合物溶液；通过将NFM:MDP溶剂混合物或MDP...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·本阿舍，D·E·诺加，Z·朱，A·布顿，
申请(专利权)人：西莫戴顿有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US