遙爪n-烷基化聚酰胺聚合物和共聚物的制作方法
【專利說明】遙爪N-烷基化聚酰胺聚合物和共聚物 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及在約70°C以下為液體并可反應(yīng)到其它聚合物材料中以賦予理想性能 的遙爪聚酰胺。許多聚酰胺，例如各種尼龍聚合物，在約80°C以下的溫度下為固體，因此難 以均勻地反應(yīng)到其它聚合物材料中。將聚酰胺或者帶有氮的聚酰胺前體的氮原子N-烷基 化消除氫鍵，使得本公開內(nèi)容的聚酰胺熔點(diǎn)較低并且更加可溶。
[0002] 發(fā)明背景
[0003]IndustrialandEngineeringChemistry的第 38卷（1946年 10 月）第 1016-1019 頁，標(biāo)題MeltingPointsofN-SubstitutedPolyamides，作者B.S.Biggs，C.J.Frosch和 R.H.Erickson研究了聚酰胺的氮上的取代影響和聚酰胺熔點(diǎn)與取代的程度和類型的關(guān)系。
[0004]標(biāo)題為ResearchintheFieldofSynthesisofCondensationof aN-alkylatedHexamethylenediamine的匯 編稿，作者A.L.Klebanskii和 M.S.VileS〇va(1957)，包括描述聚酰胺的基本性能（結(jié)晶度、拉伸強(qiáng)度、在有機(jī)溶 劑中的穩(wěn)定性等）的VI.SynthesisofPolyaminesStartingwithN-Alkylated Hexamethylenediamine，ProductionofPartlyN-alkylatedPolyamides，第 1820-1823 頁；并且VII.PreparationofCompletelyN-alkylatedPolyamidesandCouplingof TheirChainswithaDiisocyanate，第1824-1828頁描述了通過與二異氰酸酯偶聯(lián)而使 聚酰胺鏈延伸。
[0005]US4, 992, 500描述了用松香衍生物乳化的聚酰胺水分散體。
[0006] Makromol.Chem.第 184 卷（1983)第 1957-1965 頁公開了由N-甲基十二內(nèi) 酰胺DPolymer第 41 卷（2000)第 7653-7866 頁，標(biāo)題CrystallizationBehaviorof Poly(N-methyldodecano_12-lactam)公開了N-甲基十二-12-內(nèi)醜胺的均聚物D
[0007]J.ofPolym.Sci.PartA:Polym.Chem.第 28 卷（1990)第 1473-1482 頁，標(biāo) 題PolyurethaneElastomerswithHydrolyticandThermoxidativeStability. I.PolyurethaneswithN-AlkylatedPolyamideSoftBlocks公開了具有N-烷基化聚酰 胺鍵的聚氣醋D
[0008]J.ofPolym.Sci.PartA:Polym.Chem?第 28 卷（1990)，標(biāo)題Polyurethane ElastomerswithHydrolyticandThermoxidativeStability.II.Polyurethaneswith N-AlkylatedPolyamideSoftBlocks公開了其中胺上的烷基為甲基、乙基、異丙基或丁基 且二酸為碳酸酯的共聚酰胺。
[0009]US5, 610, 224公開了用于涂料組合物中的離子和非離子聚酰胺改性聚氨酯聚合 物，形成方法和包含這些聚合物的涂料組合物。
[0010] EP594 292Al描述了與內(nèi)酯反應(yīng)的N-烷基化氨基醇。該反應(yīng)產(chǎn)物與二羧酸的二 酯或二羧酸的酐反應(yīng)。
[0011] 標(biāo)題為CompositionsforGolfEquipment并轉(zhuǎn)讓給AcushnetCompany的US 7, 276, 570公開了包含熱塑性、熱固性、可饒注或可研磨彈性體組合物的高爾夫球，所述組 合物包含至少一種具有連接在其上的多個(gè)陰離子結(jié)構(gòu)部分的聚合物。該組合物可用作高爾 夫球結(jié)構(gòu)的一部分。
[0012] InternationalJ.ofAdhesion&Adhesives第 22 卷（2002)第 75-79 頁，標(biāo)題 PolyamidesDerivedfromPiperazineandUsedforHot-meltAdhesives：Synthesis andProperties公開了哌嗪與乙二胺和二聚脂肪酸的共聚物。
[0013] W02006/053777Al,NovartisPharmaGmbh公開了包含聚酰胺預(yù)聚物的可交聯(lián)聚 (氧化烯），其可用于提供可用作接觸透鏡中的組分的水溶性預(yù)聚物。
[0014] US2008/0090956Al公開了包含酰胺結(jié)構(gòu)單元的水稀釋性羥基官能聚氨酯，它們 的制備方法和由它們制備的含水涂料組合物。
[0015] US2008/0223519(等同于W02008/070762)，標(biāo)題PolyamidePolyolsand Polyurethanes,MethodsforMakingandUsing,andProductsMadeTherefrom公開了 聚合和非聚合二胺與二羧酸和羥基取代羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物。它還公開了聚酰胺與二異氰酸酯 的反應(yīng)。
[0016] EP449419Al描述了使伯氨基醇與酸封端聚酰胺醚反應(yīng)以產(chǎn)生羥基封端聚合物。
[0017] 發(fā)明概沐
[0018] 本發(fā)明涉及骨架結(jié)構(gòu)中包含N-烷基化酰胺基團(tuán)的低分子量聚酰胺低聚物和遙爪 聚酰胺（包括共聚物）。這些聚合物作為軟鏈段用于制備熱塑性、熱固性和彈性體樹脂和那 些樹脂的水基分散體。這些聚酰胺聚合物的獨(dú)特特征是其在20至50或80°C的溫度下作為 液體加工的能力，這使得它們適于進(jìn)一步反應(yīng)和聚合，從而形成各種熱塑性或熱塑性彈性 體組合物。
[0019] 發(fā)明詳沐
[0020] 定義
[0021] 以下術(shù)語具有如下文所述定義：遙爪聚合物，定義為包含兩個(gè)反應(yīng)性端基的大分 子，可用作交聯(lián)劑、增鏈劑以及各種大分子結(jié)構(gòu)，包括嵌段和接枝共聚物、星形、超支化或樹 狀聚合物的重要結(jié)構(gòu)部分。聚二烯、聚酯、聚醚和聚碳酸酯類型的遙爪聚合物是本領(lǐng)域中熟 知的。具有選自伯或仲羥基、伯或仲胺和羧酸的官能端基的這些現(xiàn)有技術(shù)遙爪聚合物與補(bǔ) 充反應(yīng)物反應(yīng)以形成具有遙爪前體性能的較大聚合物。加工具有低熔點(diǎn)的聚酰胺遙爪物是 不容易的。
[0022] 我們使用括號(hào)表示：1) 一些任選存在的事物，使得（多種）單體意指一種或多種 單體，或者（甲基）丙烯酸酯意指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，2)限定或進(jìn)一步定義先前提到 的術(shù)語，或者3)列舉較窄的實(shí)施方案。
[0023] 聚酯多元醇賦予良好的機(jī)械性能和UV耐受性，但它們的缺點(diǎn)是差的耐水解性。聚 醚多元醇具有比聚酯更好的水解穩(wěn)定性，但在UV耐受性方面不足。聚碳酸酯多元醇提供與 具有一定提高硬度的聚酯相比改進(jìn)的耐水解性，但它們比其它多元醇貴一個(gè)數(shù)量級(jí)。聚二 烯多元醇是有用的，但是太疏水而不能很好地與極性基質(zhì)相互作用。取決于來自二烯單體 的殘余不飽和，將一些聚二烯多元醇?xì)浠越档徒到鈾C(jī)制。因此，新一類遙爪聚酰胺將幫助 克服這些問題。
[0024] 已制備了具有低粘度、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、受抑制的結(jié)晶度、低酸值，具有各種氮 或酰胺：烴重量比（或者親水/疏水平衡），且具有可控?cái)?shù)目的氫鍵或非氫鍵酰胺基團(tuán)的胺 封端聚酰胺低聚物。
[0025] 已由常規(guī)二官能酸和胺制備了一系列聚酰胺低聚物。初始低聚物包含胺端基并在 與二異氰酸酯的反應(yīng)中形成聚酰胺-聚脲骨架。然而，這些結(jié)構(gòu)中強(qiáng)氫鍵的存在使得它們 甚至在低分子量下是非常硬的（高玻璃化轉(zhuǎn)變），因此不適于進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改性或者制備較 高分子量聚合物或交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。我們發(fā)現(xiàn)這些聚合物上N-烷基的取代使得它們是軟的且容 易加工。
[0026] 本發(fā)明涉及聚酰胺低聚物或遙爪聚酰胺，其對(duì)例如通過水解或UV降解導(dǎo)致的斷 鏈具有耐受性，作為大分子單體、預(yù)聚物或聚合物鏈段用于制備較高分子量聚合物和/或 交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)。由于酰胺鍵的較高熱穩(wěn)定性，所得聚合物或網(wǎng)絡(luò)具有比來自聚醚和/或 聚酯的類似聚合物或網(wǎng)絡(luò)更好的熱穩(wěn)定性。聚合物由中等分子量聚酰胺低聚物和可與低聚 物末端上的共反應(yīng)性基團(tuán)形成化學(xué)鍵的共反應(yīng)物形成。這些聚合物具有它們作為低聚物由 其制備形成最終聚合物的相當(dāng)大重量％的聚酰胺低聚物的許多性能。改變低聚物的分子量 和組成可用于實(shí)現(xiàn)所需性能。它們也可用于制備聚脲/氨基甲酸酯。術(shù)語聚脲/氨基甲酸 酯用于指具有脲鍵、氨基甲酸酯鍵或這類鍵的混合物的聚合物。組合物可包含少量其它聚 合物和材料作為物理混合物或者其中其它聚合物或材料可共反應(yīng)到聚酰胺中。
[0027] 術(shù)語聚酰胺低聚物指具有2個(gè)