[发明专利]用于聚醚酰亚胺的反应性中间体的合成及其用途

说明书

一种用于制备反应性中间体组合物的方法，包括：基于反应物中酸酐官能团总摩尔数，在量为10至50摩尔％芳族二酐的存在的情况下使式(I)的取代邻苯二甲酸酐与式H₂N‑R‑NH₂的二胺反应；其中该反应在有效制备反应性中间体组合物的条件下在反应器中非质子溶剂中进行；以及其中X包括卤素或硝基基团，并且R包括C_6‑36芳族烃基基团或其卤代衍生物、直链或支链C_2‑20亚烷基或其卤代衍生物或者C_3‑8亚环烷基或其卤代衍生物。

技术领域

本公开涉及用于制备聚醚酰亚胺的反应性中间体的制备方法。

背景技术

制备聚醚酰亚胺的一种方法称为“置换聚合”方法。通过置换聚合方法进行的聚醚酰亚胺的合成包括例如美国专利No.6,235,866中所述的酰亚胺化，以制备被离去基团取代的反应性双邻苯二甲酰亚胺中间体；例如美国专利No.4,520,204中所述的二羟基芳族化合物的盐的合成；以及在例如美国专利No.6,265,521中所述的通过使取代的双邻苯二甲酰亚胺和盐反应进行的聚合。

特别地，酰亚胺化通常通过在反应溶剂如邻二氯苯(oDCB)中使2摩尔被离去基团取代的邻苯二甲酸酐与1摩尔二胺反应来进行。反应性双邻苯二甲酰亚胺中间体在反应溶剂中作为浆料获得，其可直接用于聚合。双邻苯二甲酰亚胺浆料的触变性质导致对反应器壁和其他内部设备(如搅拌轴、搅拌叶片和挡板)的粘附。这可导致高含量水平的反应性双邻苯二甲酰亚胺中间体污染最终的聚醚酰亚胺产物。这还可导致其它加工问题，如难以实现彻底混合和难以对反应产物取样。此外，聚合速率取决于双邻苯二甲酰亚胺在聚合反应混合物中的溶解速率。

因此，本领域仍然需要改进的酰亚胺化方法，特别是将以溶液制备双邻苯二甲酰亚胺的方法。如果制备的中间体组合物不粘附到反应容器壁或内部设备上，将会是进一步的改进。

发明内容

一种用于制备反应性中间体组合物的方法，包括：基于反应物中酸酐官能团总摩尔数，在量为10至50摩尔％的芳族二酐存在的情况下，使下式(1)的取代邻苯二甲酸酐与下式(2)的二胺反应；

H₂N-R-NH₂ (2)

其中反应在有效制备反应性中间体组合物的条件下在反应器中的非质子溶剂中进行；其中X包括卤素或硝基基团，并且R包括C_6-20芳族烃基基团或其卤代衍生物、直链或支链C_2-20亚烷基或其卤代衍生物或者C_3-8亚环烷基或其卤代衍生物。

在另一个实施方案中，聚醚酰亚胺的制备方法包括使上述反应性聚醚酰亚胺中间体组合物反应。

附图说明

图1是通过凝胶渗透色谱法测量的实施例1中构建的分子量与时间的曲线图。

具体实施方式

本发明人意外地发现，在置换聚合过程中在酰亚胺化期间特定量的芳族二酐的存在产生某些更易溶于反应溶剂中的反应性聚醚酰亚胺中间体。因此，中间体组合物的组分不会粘附到反应器罐或其内部组件上，并且更容易混合和取样。此外，后续聚合的速率得到改善。

基于酰亚胺化反应中酸酐官能团的总摩尔数，芳族二酐的量为10至50摩尔％(摩尔％)。在特别有利的特征中，芳族酸酐可经选择以对应于掺入聚醚酰亚胺产物中的二羟基芳族化合物的盐的结构。因此，将芳族二酐掺入到产物聚醚酰亚胺中，而不是要求随后从中间体或聚醚酰亚胺组合物中除去。

因此，通过在芳族二酐的存在的情况下使取代的邻苯二甲酸酐和二胺在非质子溶剂中反应(缩合)来进行酰亚胺化。取代的邻苯二甲酸酐是下式(1)