聚(芳醚砜)聚合物的制备方法及包含其的聚合物组合物和制品技术

在此描述的是用于制备聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法、以及包含这些PAES聚合物的聚合物组合物。该方法包括使第一单体和第二单体在包含碱的反应混合物中反应。在一些实施例中，可以选择该第一单体、第二单体和碱使得在反应过程中不形成卤素盐。在一些实施例中，该方法还可以是不含溶剂的过程。该PAES聚合物和聚合物组合物可能在许多应用环境中是希望的，这些环境包括但不限制于电子部件。

Preparation method of poly (aryl ether sulfone) polymer and its polymer compositions and products

A method for preparing poly (aryl ether sulfone) (\PAES\) polymers and a polymer composition comprising these PAES polymers are described herein. The method includes reacting the first monomer and the second monomer in a reaction mixture containing alkali. In some embodiments, the first monomer, the second monomer and the alkali can be selected so that halogen salts are not formed in the reaction process. In some embodiments, the method may also be solvent-free. The PAES polymer and polymer compositions may be desirable in many application environments, including but not limited to electronic components.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚(芳醚砜)聚合物的制备方法及包含其的聚合物组合物和制品相关申请本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请号62/329,462以及2016年9月8日提交的欧洲专利申请号16187794.9的优先权，出于所有目的将这些申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
本专利技术涉及用于制备聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法。本专利技术进一步涉及PAES聚合物和包含该PAES聚合物的组合物。还进一步地，本专利技术涉及结合了这些聚合物组合物的制品。
技术介绍
聚合物合成是涉及许多步骤的过程。除了进行聚合反应之外，需要将在聚合过程中形成的副产物从聚合物中除去(在一些情况下通过过滤将副产物分离)并将合成的聚合物从反应混合物中分离。此外，所需的过滤量随着取决于预期应用环境的聚合物组合物的纯度要求而显著增加。例如，在如电子设备的应用环境中，非常需要基本上不含卤素含量的聚合物。相应地，需要大量过滤(例如多个过滤步骤)来将聚合物中的卤素含量降低到可接受的水平，并且降低了聚合物合成过程的效率。具体实施方式在此描述的是用于制备聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法、以及包含这些PAES聚合物的聚合物组合物。这些方法与传统的PAES聚合物合成方法相比具有显著的加工优势。在此描述的方法是不含盐且不含卤素的过程，并且在一些实施例中，可以进一步是不含溶剂的过程。此外，因为所述方法是不含卤素的过程，所得的聚合物组合物能够也是不含卤素的。不含卤素的聚合物组合物能够在各种应用环境(包括但不限于电子应用)中具有显著优势。如在此使用的，卤素是指F、Cl、Br、I和At。最后，与传统方法相比，这些方法包含更少步骤，这是更有成本效益的。在传统方法中，PAES聚合物是在反应混合物中合成的，该反应混合物包含二酚单体(含有连接到芳环上的两个羟基的单体)、二卤化物单体、溶剂以及相对于羟基含量的化学计算量或摩尔过量的无机碱，其中该二酚和二卤化物中的至少一种包含砜基团(例如砜二酚或二卤化物)。在反应过程中，通过该无机碱将该二酚活化以形成二酚盐，该二酚盐然后可与该二卤化物反应以形成PAES聚合物和副产物(盐)，该副产物通常不完全溶于反应混合物中。在聚合反应的任何步骤中，PAES聚合物是指具有卤化物、羟基或酚盐链末端的单体、低聚物和不同分子量的聚合物的混合物。在聚合反应过程中，活化一摩尔羟基消耗一摩尔无机碱，这意味着产生大量的盐。例如，如果该无机碱包括钠盐或钾盐(像氢氧化钠或碳酸钾)，则诱导反应可以生成钠二酚盐或钾二酚盐或含有酚盐的低聚物/聚合物，所述钠二酚盐或钾二酚盐或含有酚盐的低聚物/聚合物进一步与二卤化物单体或含有卤化物的低聚物/聚合物反应以最终生成PAES聚合物和作为副产物的卤化钠(例如，氯化钠)或卤化钾(例如，氯化钾)。大量的盐不希望地增加了反应混合物的粘度，并且此外，在通过脱挥发分(例如蒸发溶剂)或凝结回收PAES聚合物之前，通常需要过滤以将这些盐与溶液中的PAES聚合物分离。由于PAES聚合物是从二卤化物单体合成的，它最终在链末端含有一部分卤素原子。本专利技术涉及用于形成聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法，该方法包括使第一单体与第二单体在反应混合物中反应，其中(A)该第一单体是由下式表示的二酚：HO-MA-OH(M1)并且该第二单体是由下式表示的含有砜的二芳基醚：A1-O-MB-O-A2(M2)，或(B)该第一和第二单体，相同或不同，选自由下式组成的组：A1-O-MB-O-MA-OH(M3)，A1-O-A2-SO2-MA-OH(M4)，和HO-MA-O-MB-O-MA-OH(M5)其中-MA由下式表示：其中，每个R1独立地选自由以下各项组成的组：烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；每个i是独立选择的从0至4的整数；并且Z是键、-SO2-或-C(CH3)2-；-MB由下式表示：其中，每个R2独立地选自由以下各项组成的组：烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；-A1和A2分别由下式表示：其中，每个R3和R4独立地选自由以下各项组成的组：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；并且-每个j是独立选择的从0至4的整数其中，该反应混合物包含碱，其中相对于该反应混合物中单体衍生的-OH基团的总摩尔数，总碱浓度是从约0.0001至约0.2。在此描述的聚合方法包括使特定选择的单体在包含催化量的碱以及任选地溶剂的反应混合物中反应，其中该反应不生成卤盐。在一些实施例中，这些单体不含卤素原子并且因此，在反应过程中既不形成含卤素的盐也不形成卤素封端的PAES聚合物。类似地，因为在反应过程中不生成卤盐并且因为PAES聚合物不含任何卤素原子，在一些实施例中，所得PAES聚合物(以及随后形成的聚合物组合物)的卤素含量可能非常低或甚至检测不到，此外，因为碱没有被消耗，所以碱相对于单体物种不会过量存在。此类方法与传统方法相比具有显著的加工优势，至少因为它消除了在PAES聚合物回收之前滤出不溶性盐的需要。此外，在一些实施例中，这些单体不含卤素(不具有任何卤素原子)。在一些实施例中，聚合物组合物不含卤素。如在此使用的，相对于聚合物组合物的总份数，不含卤素的聚合物组合物具有不超过约300百万分率(“ppm”)的卤素含量。如在此使用的，ppm隐含地指按重量计ppm，除非另外明确地指出。因为PAES聚合物由不含卤素的反应混合物形成，所形成的PAES聚合物中卤素含量的唯一来源是来自痕量杂质。因此，对于由该PAES聚合物和不含卤素的组分形成的聚合物组合物，卤素含量限于来自该反应混合物和聚合物组合物中的其他组分的痕量杂质。在一些实施例中，聚合物中的卤素浓度是不超过约200ppm、不超过约100ppm、不超过约90ppm、不超过约80ppm、不超过约50ppm、不超过约10ppm或不超过约1ppm。在一些实施例中，该不含卤素的聚合物组合物可以具有检测不到的低卤素含量。在一些实施例中，所关心的卤素含量可限于氯含量。卤素含量可以通过在氧气流下燃烧PAES聚合物(或由其制备的聚合物组合物)样品来测量。然后可以将燃烧产物通过浓硫酸洗涤器并进入滴定池，其中来自燃烧过程的HX(其中X是卤素原子)被吸收在75％v/v乙酸溶液中。然后用库伦法生成的银离子滴定HX/乙酸溶液并且从积分电流和样品重量计算样品中的卤素百分比。刚才描述的工艺方法可以使用ThermoGLAS1200总有机卤素分析器来进行。在其中所关心的卤素含量限于氯含量的实施例中，PAES聚合物或相应聚合物组合物中的氯的量可以根据ASTM25808-09a或D7457-12来确定。本领域普通技术人员将认识到上述卤素浓度也适用于在反应期间以及减少反应混合物中卤盐浓度的任何过滤或分离加工(例如，卤盐的过滤)之前的反应混合物的卤素浓度。聚(芳醚砜)聚合物的合成在此描述的用于合成或形成PAES聚合物的方法涉及使第一单体和第二单体在包含碱的反应混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法，该方法包括使第一单体和第二单体在反应混合物中反应，其中(A)该第一单体是由下式表示的二酚：HO‑MA‑OH  (M1)并且该第二单体是由下式表示的含有砜的二芳基醚：A1‑O‑MB‑O‑A2  (M2)，或(B)该第一和第二单体，相同或不同，选自由下式组成的组：A1‑O‑MB‑O‑MA‑OH  (M3)，A1‑O‑A2‑SO2‑MA‑OH  (M4)以及HO‑MA‑O‑MB‑O‑MA‑OH  (M5)，其中‑MA由下式表示：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 EP 16187794.9;2016.04.29 US 62/3294621.一种用于形成聚(芳醚砜)(“PAES”)聚合物的方法，该方法包括使第一单体和第二单体在反应混合物中反应，其中(A)该第一单体是由下式表示的二酚：HO-MA-OH(M1)并且该第二单体是由下式表示的含有砜的二芳基醚：A1-O-MB-O-A2(M2)，或(B)该第一和第二单体，相同或不同，选自由下式组成的组：A1-O-MB-O-MA-OH(M3)，A1-O-A2-SO2-MA-OH(M4)以及HO-MA-O-MB-O-MA-OH(M5)，其中-MA由下式表示：其中，每个R1独立地选自由以下各项组成的组：烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；每个i是独立选择的从0至4的整数；并且Z是键、-SO2-或-C(CH3)2-；-MB由下式表示：其中，每个R2独立地选自由以下各项组成的组：烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；-A1和A2分别由下式表示：其中，每个R3和R4独立地选自由以下各项组成的组：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；并且-每个j是独立选择的从0至4的整数其中，该反应混合物包含碱，其中相对于该反应混合物中单体衍生的-OH基团的总摩尔数，总碱浓度是从约0.0001至约0.2。2.如权利要求1所述的方法，其中，相对于该反应混合物中单体衍生的-OH基团的总摩尔数，该总碱浓度是至少约0.0005、至少约0.001、至少约0.002、至少约0.003、至少约0.004、或至少约0.005，并且相对于该反应混合物中单体衍生的-OH基团的总摩尔数，该总碱浓度是不超过约0.1、不超过约0.05、不超过约0.04、不超过约0.03或不超过约0.025或不超过约0.02。3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，该反应混合物具有不超过约300ppm、不超过约200ppm、不超过约100ppm、或不超过约1ppm的卤素浓度。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该碱包括：-选自下组的碱金属碳酸盐，该组由以下各项组成：碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯和碳酸锂，-选自下组的碱金属氢氧化物，该组由以下各项组成：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯和氢氧化锂，-碱金属酚盐，-选自下组的有机碱，该组由以下各项组成：甲胺、二甲胺、二甲基二乙胺、二甲基-仲丁胺、三-正丙胺、三异丙胺、1-甲基-2-正丁基-Δ2-吡咯啉、1-乙基-2-甲基-Δ2-吡咯啉、1-正丁基-2-甲基-Δ2-吡咯啉、1，2-二甲基-Δ2-四氢吡啶、1-正丙基哌啶、三乙胺、二甲基-正丁胺、二甲基-异丙胺、二甲基-叔丁胺、三-正丁胺、1-正丙基哌啶、1，2-二甲基吡咯烷、1-甲基-2-正丁基吡咯烷、1-乙基-2-甲基吡咯烷、1-正丁基-2-甲基吡咯烷、1-乙基-2-甲基吡咯烷、1，2-二甲基哌啶、1-乙基-2-甲基-Δ2-四氢吡啶、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(“DBN”)、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(“DBU”)...

【专利技术属性】
技术研发人员：S乔尔，C欧文斯，
申请(专利权)人：索尔维特殊聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US