[發明專利]聚(芳基醚砜)組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201280053611.1
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103906788B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: E.L.盧茨;W.H.希思;R.R.奧德爾;T.L.古根海姆;J.J.R.奧多尼茲;J.R.G.佩納
• 申請（專利權）人: 沙特基礎全球技術有限公司
• 主分類號: C08G65/00
• 分類號: C08G65/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

發明背景

本發明涉及聚(芳基醚砜)以及聚(芳基醚砜)的合成方法。

聚(芳基醚砜)是通常為線性的無定形的可注射成型的聚合物，其具有多種有利的特征，例如優良的抗高溫性、良好的電性質、和韌性。由于其優良的性質，聚(芳基醚砜)能夠用于制備多種有用的制品，例如成型的制品、膜、片材和纖維。聚(芳基醚砜)的合成會是困難的，在試圖控制分子量時尤其是如此。分子量控制通常是通過嚴格使用化學計量量實現的，但單體相對用量的非常小的變化能夠導致分子量的顯著差別。這使得在制備裝置中合成的一致性變得困難。此外，由化學計量控制得到的聚合物會具有小于所需的鹵素含量，其主要是由二鹵代二芳基砜單體得到的。進一步地，已知的普通聚(芳基醚砜)能夠包含甲氧基，且是用反應性的包含烷基鹵化物的材料(例如氯甲烷材料)制備的，其能夠產生監管和安全問題。

由于前述原因，需要開發改進的更可靠(robust)的合成方法，其不使用反應性的包含烷基鹵化物的材料(例如氯甲烷材料)并制備與使用反應性的包含烷基鹵化物的材料制備的聚(芳基醚砜)在結構上不同的聚(芳基醚砜)。此外，需要開發在不嚴格使用制備聚(芳基醚砜)所需的單體的化學計量量就能制備的聚(芳基醚砜)。進一步地，需要開發具有低鹵素含量的聚(芳基醚砜)。

發明內容

通過以下聚(芳基醚砜)至少部分解決了前述需求，其包括：式(I)單元：

其中Ar¹是二價C₆-C₁₅芳基；Ar²是二價C₆-C₁₅芳基；Ar³是二價C₆-C₁₅芳基；且n大于1；

和衍生自一元酚鹽的式(II)端基：

其中X是氫原子或具有與1-20個碳原子的有機取代基；進一步地其中該聚(芳基醚砜)具有基于聚(芳基醚砜)重量計大于0且小于50百萬分率(ppm)的羥基含量、180-290℃的玻璃態轉變溫度、20,000-100,000的重均分子量和基于聚(芳基醚砜)重量計大于0且小于3000ppm的鹵素含量。該聚(芳基醚砜)能夠具有大于或等于90％的熱穩定系數。該聚(芳基醚砜)在將由該聚(芳基醚砜)制成的制品在大氣中暴露于200℃的溫度28天后具有小于120的黃度指數(YI)。該聚(芳基醚砜)不含甲氧基。

本文還公開了該聚(芳基醚砜)的制備方法，包括：將雙羥基芳香化合物與堿金屬氫氧化物的含水混合物反應，生成該雙羥基芳香化合物的雙鹽(bissalt)；干燥該雙羥基芳香化合物的雙鹽，生成該雙羥基芳香化合物的干燥的雙鹽；將該雙羥基芳香化合物的干燥的雙鹽與二鹵代二芳基砜在有機溶劑、堿金屬碳酸鹽和相轉移催化劑存在下反應，生成該聚(芳基醚砜)，其中在該方法過程中添加足量的一元酚鹽以得到基于該聚(芳基醚砜)重量計具有小于3000百萬分率的鹵素含量的聚(芳基醚砜)。

附圖說明

圖1和2圖示了實施例中出現的數據。

具體實施方式

已經公開了一元酚鹽是聚(芳基醚砜)合成中非常有效的終止劑(terminating?agent)。該一元酚鹽具有足夠的反應性以在該聚(芳基醚砜)中引入存在的一元酚鹽的總摩爾數的約90-100％。此外，檢測到很少或沒有檢測到包括一元酚鹽的副產物。此外，使用一元酚鹽降低了該聚(芳基醚砜)的鹵素含量。使用一元酚鹽緩解了對該雙羥基芳香化合物的雙鹽和該二鹵代二芳基砜的嚴格的化學計量控制的需求。而且，有利的是，該聚(芳基醚砜)不含甲氧基，且不是用反應性的包含烷基鹵化物的材料(例如氯甲烷)制備的。

在一些實施方案中，該聚(芳基醚砜)基本上由式(I)單元和式(II)端基構成。本文中所用的“基本上由……構成”描述了基于該聚合物的總重量計，聚合物具有少于10wt％(或更特別地小于5wt％，或甚至更特別地小于3wt％)的單元和端基不是式(I)和(II)所述的那些。在一些實施方案中，該聚(芳基醚砜)由式(I)單元和式(II)端基構成。

在說明書和后附權利要求書中，將參考多個術語，將對其進行定義以具有以下含義。除非文中有清楚的另外指示，單數形式“一種(a)”、“一個(an)”和“該(the)”包括復數個所述對象。“非必要的”或“非必要地”表示隨后描述的事件或情況可以存在或不存在，表示該描述包括其中該事件發生的情況和其不發生的情況。