一种聚酯酰亚胺及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酯酰亚胺及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在保护气氛下，将酸类单体、醇类单体、酸酐类单体和胺类单体混合，调整醇类单体和酸类单体的摩尔比为(2.5

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯酰亚胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及共聚酯制备
，尤其涉及一种聚酯酰亚胺及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯，由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称。由于其原料的多变，使得其应用领域得到极大的拓展，但是聚酯本身也存在着耐高温差、机械强度不高等性能的缺陷，从而限制了应用。聚酰亚胺，是含有酰亚胺环重复单元的聚合物的总称，具有较好的热氧化稳定性，独特的电气性能，高耐辐射性和耐溶剂性以及高机械强度。在聚酯中引入聚酰亚胺结构，能够提高刚性，以达到提高聚酯玻璃化转变温度的目的。
[0003]CN113845764A公开了一种耐热型改性聚乳酸材料及其制备方法，其公开的聚乳酸材料按重量份数计，所述聚乳酸材料的组分包括：50
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80份丙交酯、2
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4份催化剂、10
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30份壳聚糖，10
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26份单壁碳纳米管、10
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20份聚酰亚胺、3
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9份阻燃剂、0.5
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1份增韧剂。其公开的材料将聚酰亚胺以及其他的一些助剂引进聚乳酸体系中，从而大幅度地提高了材料的耐热性能；具有优异的机械性能；便于加工。但是该种熔融共混的方式，无法保证其共混的均一性，以及在后期使用过程中，易发生组分迁移的现象。
[0004]CN105085912A公开了一种透明聚酯酰亚胺树脂及通过对苯二甲酸二(3,4
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二甲酸酐)苯酯单体与二元伯胺单体缩聚反应的制备方法。在二酐的设计中，通过降低该二酐的电子亲和势，抑制电荷转移络合物在聚酯酰亚胺分子内和分子间的形成，提高了透明性能。所得聚酯酰亚胺树脂的玻璃化转变温度为200℃～350℃，在400nm处的光透过率为70％～90％，薄膜的吸水率小于0.5％，在太阳能电池的柔性衬底材料、柔性透明导电膜衬底材料、液晶显示材料等领域有较好的应用前景。其以N,N
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二甲基乙酰胺为溶剂，加入伯胺单体以及酸酐，合成出聚酯酰胺酸溶液，经过热亚胺化法或化学亚胺化法制得透明聚酯酰亚胺树脂，但其需要较大量的溶剂，过滤洗涤等，整体工序较为复杂。
[0005]CN109054008A公开了一种抗黄变HAA体系粉末涂料用聚酯树脂、制备方法及应用，其使用均苯四甲酸二酐、1,6
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己二胺等为原料，合成出聚酯酰亚胺聚酯；CN113563587A采用偏苯三甲酸酐与乙醇胺为原料，也合成出一种聚酯酰亚胺。但两篇专利中的工艺都对胺类单体有着较大的限制，仅能为己二胺和乙醇胺之类的较为简单的脂肪族胺类单体，对于较为复杂脂环族胺和芳香族胺，由于原料的位阻以及苯环P
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π共轭的存在，在无溶剂的条件下，反应较为困难，反应温度相对较高，易使得胺损失，破坏胺酸比，且整体反应耗费时间较长，样品性能较差。
[0006]CN109385204A公开了一种水溶性聚酯酰亚胺绝缘漆及其制备方法，其采用两步投料法，通过熔融缩聚反应合成水解稳定性好的水性聚酯酰亚胺树脂，但其胺类单体含量较少，使得机械强度不够；且合成过程中多次升温降温，工序复杂，中途加料，会促进副反应发生，影响产品的色相；同时反应时间长，能耗较高。
[0007]综上所述，开发一种对胺类单体没有限制且工艺简单的聚酯酰亚胺的合成方法至关重要。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚酯酰亚胺及其制备方法，所述制备方法中，不添加溶剂，反应单体采用一步法投料，无需特别限制胺类单体的种类，工艺简单，制备的聚酯酰亚胺色相好，耐高温性能佳，机械性能优异。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种聚酯酰亚胺的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0011]在保护气氛下，将酸类单体、醇类单体、酸酐类单体和胺类单体混合，调整醇类单体和酸类单体的摩尔比为(2.5
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4.0):1(其中，2.5
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4.0可以为2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8等)，在催化剂作用下进行反应，得到所述聚酯酰亚胺；
[0012]所述制备方法中不添加溶剂。
[0013]本专利技术中，所述聚酯酰亚胺的制备方法，在高醇酸比条件下，使用醇类单体，既作为聚酯的合成原料，又可以将胺类单体较好的分散在体系中；制备过程不添加溶剂，反应单体采用一步法投料，使得酰胺化可以在较低温度下进行，减少胺类的损失，也无需特别限定胺类单体的种类，既可使用简单直链脂肪族胺类，又可使用较复杂的脂环族胺类、芳香族胺类，原料具有普适性，扩大了产品的应用范围；除此之外，本专利技术工艺简单，可直接采用聚酯反应釜进行生产，无需对设备额外改造。
[0014]本专利技术所述方法制备的聚酯酰亚胺色相好，满足应用需求；玻璃化转变温度和软化点较高，体现出较好的耐高温性能；制成的样条机械性能优异。
[0015]优选地，所述酸酐类单体和胺类单体的摩尔比为(0.5
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1.05):1，其中，1
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1.05可以为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.01、1.02、1.03、1.04等。
[0016]优选地，所述酸酐类单体与酸类单体的摩尔比为(1
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2.5):1，其中1
‑
2.5可以为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4等。
[0017]优选地，所述酸类单体包括二元酸。
[0018]优选地，所述二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、己二酸或二聚酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：对苯二甲酸和间苯二甲酸的组合，癸二酸、壬二酸和十二烷二酸的组合，对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸、壬二酸和十二烷二酸的组合等。
[0019]优选地，所述醇类单体包括二元醇。
[0020]优选地，所述二元醇包括乙二醇、新戊二醇、1,2
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丙二醇、己二醇或2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙二醇、新戊二醇和1,2
‑
丙二醇的组合，1,2
‑
丙二醇、己二醇和2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇的组合，乙二醇、新戊二醇、1,2
‑
丙二醇、己二醇和2
‑
甲基
‑
1,3
‑
丙二醇的组合等。
[0021]优选地，所述酸酐类单体包括均苯四甲酸酐、1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐、双酚A型二醚二酐或3,3',4,4'
‑
联苯四羧酸二酐中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：均苯四甲酸酐和1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐的组合，1,2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：在保护气氛下，将酸类单体、醇类单体、酸酐类单体和胺类单体混合，调整醇类单体和酸类单体的摩尔比为(2.5
‑
4.0):1，在催化剂作用下进行反应，得到所述聚酯酰亚胺；所述制备方法中不添加溶剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸酐类单体和胺类单体的摩尔比为(0.5
‑
1.05):1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酸酐类单体与酸类单体的摩尔比为(1
‑
2.5):1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酸类单体包括二元酸；优选地，所述二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、己二酸或二聚酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述醇类单体包括二元醇；优选地，所述二元醇包括乙二醇、新戊二醇、1,2
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丙二醇、己二醇或2
‑
甲基
‑
1,3
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丙二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述酸酐类单体包括均苯四甲酸酐、1,2,4,5
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环己烷四甲酸二酐、双酚A型二醚二酐或3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、二丁基氧化锡、氯化锡或辛酸亚锡中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述胺类单体包括脂肪族胺、芳香族胺或脂环族胺中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应包括第一次升温反应、第二次升温反应和缩聚反应；优选地，所述第一次升温反应和第二次升温反应的升温速率各自独立地为0.1
‑
1.5℃/min；优选地，所述第一次升温反应和第二次升温反应的压力各自独立地为0.05
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0.15MPa；优选地，所述第一次升温反应的温度为100
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁珅，袁其岳，黄慧玲，马培培，
申请(专利权)人：中瀚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：