[發明專利]衍生自芳香族二羧酸和脂肪族二醇的共聚酯酰亞胺及由其制成的膜

有效

• 申請號: 201710457225.3
• 申請日: 2014-10-03
• 公開（公告）號: CN107266667B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 史蒂芬·威廉·桑基;戴維·特納;霍華德·科洪;史蒂芬·瓊斯
• 申請（專利權）人: 杜邦帝人薄膜美國有限公司
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08L67/02;D01F6/84
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;宮傳芝

本發明公開了衍生自芳香族二羧酸和脂肪族二醇的共聚酯酰亞胺及由其制成的膜，具體地包含共聚酯的膜，其中，所述共聚酯包含衍生自脂肪族二醇、芳香族二羧酸和選自由以下組成的組的共聚單體(M)的重復單元：N,N'?雙?(2?羥基烷基)?二環?[2,2,2]?八?7?烯?2,3,5,6?四羧酸二酰亞胺(BODI)和2?羥基烷基?2?[對?(2?羥基乙氧基羰基)苯基]?1,3?二氧代?2H?異吲哚?5?羧酸酯(DOIC)，其中，2?羥基烷基基團的碳原子數是2、3或4，并且其中，共聚單體(M)構成共聚酯的一定比例的二醇部分。

本申請是申請日為2014年10月3日、發明名稱為“衍生自芳香族二羧酸和脂肪族二醇的共聚酯酰亞胺及由其制成的膜”的中國專利申請號201480054834.9的分案申請。

技術領域

本發明涉及新型聚酯和由其制成的膜、以及用于它們的合成的方法。具體地，本發明涉及芳香族羧酸的新型共聚物，具體是聚(萘二甲酸亞烷基酯)的共聚物和聚(對苯二甲酸亞烷基酯)的共聚物，其表現出改善的耐熱性和熱機械穩定性。

背景技術

在確定聚酯的熱機械性質中，玻璃化轉變溫度(T_g)、晶體熔點(T_m)和結晶度是關鍵參數。先前的研究已成功地增高了熱塑性聚合物，主要是均聚物的T_g，但這一般伴隨著T_m的相應增高。T_m的這種增高可以是不利的，因為熱塑性聚合物還應保持熔融可加工(例如，在擠出機中)，并且應優選地在經濟條件(例如，低于約320℃，優選地低于約300℃，其允許使用常規的擠出設備)下保持這樣。在較高的加工溫度下，聚合物擠出需要昂貴的專業設備以及大量的能量，并且一般還會產生降解產物。熔融加工溫度應遠低于聚合物的分解溫度(例如，至少低約20℃)。在一些情況下，已將共聚單體引入聚合物以在保持T_m的同時增高T_g，但還導致了分解溫度和T_m趨同，其導致熔融物中產生降解產物。

還做出了多種嘗試，通過引入更具剛性的共聚單體來增強聚酯的玻璃化轉變溫度。然而，這些共聚單體還破壞晶格中聚合物鏈的堆積，從而當T_g增高時，T_m和結晶度兩者一般隨共聚單體的比例增加而降低，最終導致無定形材料。為了由聚合物材料制造制品，往往關鍵是聚合物表現出結晶性以實現具有可接受的熱機械性質的制品。

聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)是半結晶共聚物，具有78℃的玻璃化轉變溫度(Tg)和260℃的晶體熔點(T_m)。聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)是半結晶共聚物，相對于PET，雖然它們的晶體熔點差別不大(對于PEN，T_m＝268℃)，但具有更高的玻璃化轉變溫度(T_g＝120℃)。PEN的熱機械穩定性顯著高于PET的熱機械穩定性。做出的許多通過引入更具剛性的共聚單體以增強T_g的嘗試集中在比PEN顯著便宜的PET上。不存在商業上可獲得的具有高于PEN的T_g的半結晶聚酯。聚醚醚酮(PEEK)是高T_g(大約143-146℃)半結晶熱塑性聚合物的幾個實例中的一種，并已被成功用于工程和生物應用。然而，PEEK僅適用于某些類型的制品；例如，其不適用于雙軸取向膜的制造。PEEK還非常昂貴，并且具有高晶體熔點(大約350℃)。

發明內容

本發明的一個目的是提供表現出改善的耐熱性和熱機械穩定性的聚酯。本發明的進一步目的是提供具有高或增高的T_g，而沒有增高T_m至聚合物不再在經濟條件下熔融可加工的點(即所述聚合物應在低于約320℃，優選地低于約300℃下保持熔融可加工)的熱塑性聚合物。本發明的進一步目的是提供表現出高T_g以及高T_m的半結晶聚酯。本發明的進一步目的是增高聚酯的T_g，而不顯著降低它的T_m和/或它的結晶度，并且優選地是不顯著降低它的分解溫度。