[发明专利]聚碳酸酯－ULTEM嵌段共聚物

说明书

发明背景

包括其它聚合物链段的聚碳酸酯的嵌段共聚物是已知的，参见例如Goldberg，U.S.Pat.No.3,030,335，Adelmann等人，U.S.Pat.No.4,252,922，和Behnke等人，U.S.Pat.No.4,436,839，它公开了包括衍生自聚亚烷基二醇的链段的双酚A碳酸酯的嵌段共聚物。在Schreckenberg等人，U.S.Pat.No.4,217,437中，将聚亚烷基二醇有利地末端官能化，如采用二苯酚碳酸酯。由于由其它聚合物的链段在聚碳酸酯上赋予的韧性，这样的嵌段共聚物自身用作成膜剂和成型制品。嵌段共聚物也可以与聚碳酸酯树脂，和所有的许多其它热塑性加聚物和缩聚物主体共混以提供与未共混树脂相比显示显著改进回弹性能的热塑性模塑组合物。

高度有用类别的耐热热塑性聚合物由聚醚酰亚胺树脂构成，通过反应双醚酸酐(bis ether anhydride)和芳族二胺制备该树脂。参见例如Heath和Wirth，U.S.Pat.No.3,847,867，它公开了2，2-双[4-2，3-二羧基苯氧基苯基]丙烷二酸酐(BPA-DA)和间苯二胺的反应产物。线性聚合物由氨基封端，和具有非常高分子量和高熔点(Tg，典型地＝216℃)。这样的材料不能容易地与芳族聚碳酸酯共混，这是由于获得具有两个Tg的混合物，一个是聚醚酰亚胺树脂的，和一个是聚碳酸酯的。此外，由于氨基端基，聚醚酰亚胺不能成功地用作含有芳族聚碳酸酯链段的共聚物中的嵌段，如采用聚醚进行的那样。

US专利4,611,048公开了制备低分子量聚醚酰亚胺的方法，该聚醚酰亚胺由羟基末端官能化。当这样的聚醚酰亚胺与多元酚和碳酸酯前体反应时，令人惊奇地获得仅显示一个玻璃化转变温度Tg的嵌段共聚物。这样的低分子量聚醚酰亚胺共聚物也显示高特性粘度，使它们用作工程热塑性塑料，和它们令人惊奇地与其它树脂相容，制备许多新模塑组合物。

制备上述低分子量聚醚酰亚胺嵌段共聚碳酸酯的界面方法公开于US4,657,977。此方法公开了在它与聚碳酸酯共聚之前，聚醚酰亚胺低聚物的配制和分离。与此方法相关的几个缺点包括生产嵌段共聚碳酸酯要求的步骤数目过多以及生产嵌段共聚碳酸酯要求的工艺设备的数目过多。此外，相信由于缓慢反应速率和或二羟基和聚醚酰亚胺低聚物的不同反应性，制备嵌段共聚碳酸酯的界面方法引起嵌段在共聚物中的不均匀分布。这样的不均匀分布要求聚醚酰亚胺嵌段保持在低分子量下以促进嵌段在共聚碳酸酯中的无规性和促进获得的共聚碳酸酯的单一Tg或单相体系。发现提供共聚碳酸酯的方法是有利的，其中共聚碳酸酯具有高分子量的聚醚酰亚胺嵌段同时保持获得的共聚碳酸酯的单一相。

发明概述

本发明通过提供生产聚醚酰亚胺和聚酰亚胺嵌段共聚碳酸酯的新方法而解决现有技术的问题。发现可以制备显示单一Tg的高分子量聚醚酰亚胺和聚酰亚胺嵌段共聚碳酸酯。此外发现通过在熔体聚合中使用活化的碳酸二芳基酯，可以进行本发明的方法而不分离聚醚酰亚胺或聚酰亚胺低聚物。本发明进一步提供新颖聚醚酰亚胺和聚酰亚胺嵌段共聚碳酸酯，其中聚醚酰亚胺或聚酰亚胺嵌段的平均Mn大于7,000。

在一种实施方案中，本发明提供制备嵌段共聚物的方法，其中所述方法包括如下步骤：

(i)形成包括羟基封端的聚醚酰亚胺低聚物嵌段或聚酰亚胺低聚物嵌段的第一反应混合物，

(ii)向第一反应混合物中加入活化的碳酸酯和二羟基组合物，由此形成第二反应混合物，和

(iii)使第二反应混合物反应，

由此形成嵌段共聚碳酸酯。

本发明的进一步方面是提供聚醚酰亚胺嵌段共聚碳酸酯，它可以由以上方法制备和其中嵌段共聚物包括：

(i)来自羟基封端的聚醚酰亚胺或聚酰亚胺的残基，

(ii)来自不同于(i)的二羟基化合物的残基，和

(iii)来自活化的碳酸酯的残基。

在仍然进一步的实施方案中，本发明提供可以由以上方法生产的嵌段共聚物和其中嵌段共聚物包括如下嵌段：

(i)聚醚酰亚胺或聚酰亚胺嵌段，嵌段的平均Mn为至少7,000，和

(ii)聚碳酸酯嵌段，其中嵌段(i)与嵌段共聚物的重量比为0.10-0.90。

本发明提供用于许多应用的新颖嵌段共聚物，该应用包括形成聚醚酰亚胺或聚酰亚胺和聚碳酸酯的相容化的共混物。

发明详述