[发明专利]无溶剂制备的低分子量聚苯醚

说明书

优先权声明

本申请要求美国临时专利申请序列号为61/830,204的优先权，其代理人案号为 12013022并于2013年6月3日提交，其通过引入并入本文。

发明领域

本发明涉及不使用溶剂制备聚苯醚。

发明背景

聚苯醚(PPE)是一种热塑性的、直链的、非结晶性聚醚，其由2，6-二甲基苯酚在铜- 胺络合物催化剂的存在下氧化缩合制得。

PPE，也称为聚亚苯基氧化物，本领域技术人员熟知其高的耐热性和作为炭成型物 (charformer)的阻燃性，并具有通过ASTM.D2863测得的-29％的极限氧指数，而这意味PPE 在正常的大气条件下其不易燃。通常PPE的玻璃化转变范围为～210℃至～215℃，取决于其 分子量。

商业化PPE是公知的，优选是以可混溶的PPE和聚苯乙烯的共混物形式，并作为沙伯创新塑料公司的树脂销售。

除了使用PPE作为主要树脂，PPE也可以用作环氧树脂的添加剂以改善韧性，和作 为苯乙烯共聚物的添加剂，以增加热变形温度。在这些添加剂的应用中，通常希望具有和使 用较低分子量的PPE(M_n～10,000-20,000克/摩尔)，或在某些情况下甚至更低。这样的PPE 材料是购自沙伯公司，但明显比常规分子量的PPE(M_n～34,000-53,000克/摩尔)更加昂 贵-，因为它们通常由这种常规分子量的PPE制备，然后进行分子量还原方法。而且，这些可 商购的低分子量PPE树脂是使用基于溶剂的方法来制备。不幸的是，无论生产时有多么好， 总是有残留量的溶剂残留在所得的低分子量的PPE树脂中。

发明概述

本领域需要的是从商业、常规较高分子量的PPE树脂在无溶剂，以及优选环保下， 制造低分子量PPE树脂的方法，该方法也使用常规聚合物熔融混合挤出机熔融液化起始 PPE。

本发明实现了无溶剂的通过使用酚类改性剂和再分布催化剂降低PPE树脂分子量 的方法。

本发明一方面是一种将高分子量聚苯醚聚合物的数均分子量从约34,000至约53, 000克/摩尔的数均分子量降低到约10,000至约20,000克/摩尔的数均分子量的方法，包括 步骤：(a)将高聚合分子量的聚苯醚聚合物、酚类改性剂、和再分布催化剂导入聚合物熔融 混合挤出机的喉部和(b)推动所述高分子量的聚苯醚聚合物，酚类改性剂和再分布催化剂 在足够的温度下熔融高分子量聚合物以及在挤出机中足够的时间，以使酚类改性剂将高分 子量的聚苯醚聚合物分解成数均分子量为约10,000至约20,000克/摩尔的低分子量聚苯 醚，其中在步骤(a)或步骤(b)中不存在溶剂，且其中所述低分子量聚苯醚具有的多分散性 (Mw/Mn)大于约2。

其它本发明的特征说明如下。

发明详述

聚苯醚

PPE的IUPAC名称为聚(2，6-二甲基1，4-苯醚)，其CAS号为8031-18-3。任何市售的 PPE都是在本发明中使用的候选者。位于中国山西省芮城县的蓝星化工新材料有限公司，和 位于世界范围几个国家的沙伯基础创新塑料有限责任公司是两个已知的PPE商业来源。目 前可以接受的PPE级别是蓝星的LXR040，LXR045，LXR050，LXR040C，LXR045C，LXR050C，优选 所列出的第一个。

酚类改性剂

将较高分子量的PPE分裂成低分子量PPE的试剂为含有酚部分的化学品。任何可商 购的酚都是用于在无溶剂工艺中降低PPE的分子量的候选者。

含有酚部分的化学品的非限制性实例包括双酚A(CAS号80-05-7可用从美国太阳 石油公司，陶氏化学，拜耳公司)；空间(半)-受阻酚类例如季戊四醇四(3-(3，5-二-叔丁基- 4-羟基苯基)丙酸酯)，其作为Irganox^TM1010出售(CAS号6683-19-8，购自BASF)；其他酚类 例如美国专利申请公开20100119716(Chapman等人)中的段落[0018]-[0026]所描述的那 样，这里进行概括并通过引用并入。

多元酚化合物(或在本文语境中的“酚化合物”)可以包括连接到C1-C16烃基部分 的二至四个羟基苯基基团。在一个实施方案中，多元酚化合物是具有下式的双酚