[发明专利]用于制造聚(酰亚胺)预聚物粉末和清漆的方法、由此制备的聚(酰亚胺)预聚物粉末和清漆，以及由其制备的聚(酰亚胺)

说明书

一种制备聚(酰亚胺)预聚物粉末的方法，包括将二酐粉末或有机二胺与包含醇、水溶性酮或水的溶剂组合以形成混合物，向混合物中加入有机二胺或二酐粉末以形成聚(酰亚胺)预聚物，和除去溶剂以提供聚(酰亚胺)预聚物粉末。一种制备聚(酰亚胺)预聚物清漆的方法，包括将二酐粉末或有机二胺与包含醇、水溶性酮或水的溶剂混合以形成混合物，和向混合物中加入有机二胺或二酐粉末以形成聚(酰亚胺)预聚物。制备清漆的方法还包括加入有效量的仲胺或叔胺中的至少一种以溶解聚(酰亚胺)预聚物粉末，将混合物加热到有效提供清漆的温度，或搅拌混合物以提供清漆。聚(酰亚胺)预聚物粉末和清漆可以具有小于或等于1000ppm的残留有机二胺含量。还公开了由预聚物粉末或清漆制备的聚(酰亚胺)聚合物。

背景技术

聚(酰亚胺)，特别是聚醚酰亚胺(PEI)是无定形、透明、高性能的聚合物，其具有大于180℃的玻璃化转变温度(Tg)。聚醚酰亚胺还具有高强度、韧性、耐热性和模量，和广泛的耐化学性，因此广泛应用于汽车、电信、航空航天、电气/电子、运输和医疗的多种行业。聚醚酰亚胺在各种制造工艺中表现出多功能性，证明适用于包括注塑成型、挤出和热成型在内的技术以制备各种制品。

热塑性聚合物如聚醚酰亚胺(PEI)通常用作膜、保护层，并且由于其优异的机械性能、介电性能和高热性能而用于形成复合材料。目前，使用不同的方法来用这些高性能聚合物制备材料。例如，可以使用熔融方法，其中制品用熔融聚合物涂覆并随后冷却，然而熔融方法不利地涉及大量资金投入并且还使聚合物熔体对制品的润湿性差，在涂覆制品中产生空隙。当使用聚醚酰亚胺时，聚合物熔体对制品的差的润湿性可能是特别重要的，因为聚醚酰亚胺通常具有高熔体粘度。目前也使用含有有机溶剂的聚合物溶液制造复合材料、涂料和薄膜，这增加了去除和回收成本。特别地，通常在苛刻的有机溶剂如二氯甲烷、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等中加工聚醚酰亚胺。在某些应用中，残留溶剂可能是另一个问题。已探索使用侵蚀性较小的溶剂，例如醇类，然而所得到的聚醚酰亚胺制剂通常保留用于形成聚醚酰亚胺的高水平残留二胺。高水平的残留二胺通常不利于在加工过程中处理材料，以及与环境有关的问题。

因此，仍存在对制备聚醚酰亚胺制剂的新方法、特别是使用侵蚀性较小的溶剂和具有降低的残留二胺水平的新方法的未满足的需求。

发明内容

制备聚(酰亚胺)预聚物粉末的方法包括将二酐粉末或有机二胺与包含C_1-6醇、水溶性酮、水或包含前述各项中的至少一种的组合的溶剂组合以形成混合物；在有效形成聚(酰亚胺)预聚物的条件下向浆料中加入有机二胺或二酐粉末，条件是当二酐粉末与溶剂组合时，将有机二胺加入到混合物中以形成聚(酰亚胺)预聚物，而当有机二胺与溶剂混合时，将二酐粉末加入到混合物中以形成聚(酰亚胺)预聚物；并且除去溶剂以提供聚(酰亚胺)预聚物粉末；其中聚(酰亚胺)预聚物粉末的残留有机二胺含量小于或等于1000ppm、或者小于或等于100ppm、或者小于或等于75ppm、或者小于或等于50ppm、或者小于或等于25ppm、或者小于或等于10ppm。

制备聚(酰亚胺)预聚物粉末的方法包括将二酐粉末或有机二胺与包含丙酮或甲基乙基酮和水的溶剂组合以形成浆料；在有效形成聚(酰亚胺)预聚物的条件下向浆料中加入有机二胺或二酐粉末，条件是当二酐粉末与溶剂组合时，将有机二胺加入到混合物中以形成聚(酰亚胺)预聚物，而当有机二胺与溶剂混合时，将二酐粉末加入到混合物中以形成聚(酰亚胺)预聚物；将包含聚(酰亚胺)预聚物的混合物加热至有效提供均匀聚(酰亚胺)预聚物清漆(varnish)的温度；和除去溶剂以提供聚(酰亚胺)预聚物粉末；其中聚(酰亚胺)预聚物粉末的残留有机二胺含量小于或等于1000ppm、或者小于或等于100ppm、或者小于或等于75ppm、或者小于或等于50ppm、或者小于或等于25ppm、或者小于或等于10ppm。