[发明专利]一种聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物及其制备方法

说明书

一种聚芳醚砜‑醚酰亚胺共聚物及其制备方法，聚芳醚砜‑醚酰亚胺共聚物是无规共聚物或嵌段共聚物，平均分子量为20000～100000。聚芳醚砜‑醚酰亚胺共聚物结合了聚芳醚砜和聚酰亚胺的优点，提高了耐热性、可加工性；该共聚物制备方法工艺简单，后处理容易，适宜工业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物及其制备方法。

背景技术

聚芳醚砜是一类综合物理性能非常优异的特种工程塑料，工业上重要的聚芳醚砜包括聚醚砜(PES)和聚亚苯基砜(PPSU)、双酚A聚芳醚砜(PSU)。由于它们具有耐热性(热变形温度200～220℃)、耐热水性(可耐150～160℃的热水或蒸汽)、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，长期以来在电子、电气、机械、汽车、医疗器具、食品加工等领域得到广泛的应用。聚芳醚砜可以用各种方法生产，如美国专利4108837和4175175描述了聚芳醚和尤其是聚芳醚砜的制备。在这些专利中描述了几种一步法和两步法，二元酚的双碱金属盐与二卤代苯型化合物在砜或者亚砜溶剂存在下，在基本上无水的条件下反应，在两步中，二元酚首先在砜或者亚砜存在下，通过与碱金属或者碱金属化合物进行缩聚反应。在长期的应用推广过程中，不同应用领域都不断提出了更高耐热等级的使用要求，在某些领域如航空航天采用单纯的聚砜往往达不到使用温度要求。

聚酰亚胺是特种工程塑料领域耐高温等级最好的一类，具有：耐高温、耐低温、耐腐蚀、自润滑、低磨耗、力学性能优异、尺寸稳定性好、高绝缘性等，可在很多情况下替代金属、陶瓷、聚四氟乙烯和工程塑料等，广泛应用于石油化工、矿山机械、精密机械、汽车工业、微电子设备、医疗器械等领域。尤其是聚酰亚胺具有在高温和应力下的长期抗蠕变性使得其在许多结构设备中可以代替金属和其它材料。传统聚酰亚胺一般要采用四甲酸酐和二胺采用两步法先形成聚酰胺酸，然后再脱水形成酰亚胺。由于单体原料的限制，大部分聚酰亚胺往往玻璃化转变温度很高，甚至不熔不溶，只能形成薄膜产品，这就导致聚酰亚胺的可加工性差，原料成本高，不利于工业化生产。高成本和难以加工仍然是生产聚酰亚胺的主要问题，迄今为止，仅有Sabic开发的一类聚醚酰亚胺(PEI)获得了广泛的应用。

CN1243038C专利公布了一种聚砜-聚酰亚胺共聚物的合成方法，采用过渡金属镍做催化剂，三苯基磷做配位剂，锌粉做还原剂通过偶联反应直接合成。这种方法会导致反应中金属催化剂镍和配位剂三苯基磷很难在反应结束后除掉，对产品品质如色泽造成影响，而且此类催化剂价格成本较高，不利于工业化生产。

本发明希望综合聚芳醚砜和聚酰亚胺两者的优点，一方面在聚芳醚砜中引入酞酰亚胺基团可以提高聚芳醚砜的耐热性，另一方面，在聚酰亚胺中引入聚芳醚砜基团可以降低聚酰亚胺的熔融温度，提高其可加工性，将两者的优点很好地结合起来。同时开发一种工艺较为简单，后处理容易，工业化生产容易的工艺。

发明内容

本发明目的是针对现有聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物的制备存在的技术缺陷，提供一种聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物及其制备方法，本发明的聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物结合了聚芳醚砜和聚酰亚胺的优点，提高了耐热性、可加工性能，而且本发明的制备方法工艺简单，后处理容易，适宜工业化生产。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物，所述聚芳醚砜-醚酰亚胺共聚物由结构式(I)和(II)所示的结构单元构成的嵌段或无规共聚物，平均分子量为20000～100000，

其中结构式(I)中所述Ar₁为：或为所述结构式的类似结构式；或为上述结构式含有取代基的结构；或多环和杂环结构化合物及其异构体；结构式(I)中所述R’为：及其异构体；

结构式(II)中Ar₂为：或与前述几种结构类似，或含取代基团的芳香结构，或多环和杂环结构化合物及其异构体中的一种或几种，也可以是这几种的混合物。