水性聚酰胺-酰胺酸组合物、形成所述组合物的方法及其用途与流程

本发明涉及适合用于涂料应用的含有聚酰胺-酰胺酸的水性组合物、用于生产所述水性组合物的方法及其用途的领域。

背景技术：

1、聚酰胺-酰胺酸是聚酰胺-酰亚胺的前体，其具有优异的高温稳定性特性，并且可用于涂料应用。含有聚酰胺-酰胺酸的配制品可用于对纤维、金属表面、玻璃表面和其他材料进行涂覆和上浆。然而，由于聚酰胺-酰亚胺聚合物难处理且是基本上不溶的，涂覆和上浆配制品通常作为酰胺-酰胺酸聚合物前体应用于工作。然后，通常在高于约150℃的温度下热固化聚酰胺-酰胺酸树脂涂料或基质，形成聚酰胺-酰亚胺树脂。

2、聚酰胺-酰胺酸树脂，典型地芳族聚酰胺-酰胺酸树脂，通常以干固体形式可获得。然而，这些组合物既不可溶也不易分散在被认为环境可接受的溶剂如水中。高温偶极溶剂已被用于分散聚酰胺，但已知在形成涂层和纤维上浆时难以去除。us 6,479,581b1披露了使用化学计量过量的水溶性叔胺以在形成水溶性胺盐的方向上驱动平衡。然而，此类盐的形成是困难的并且需要显著过量的叔胺以获得合适的分散体。使用以这种方式制备的聚酰胺-酰胺酸组合物对纤维如碳纤维进行上浆需要多次插入或浸渍以及多步骤和长时间的干燥过程以干燥胺盐，然后可以将其在高温下固化以形成聚酰胺-酰亚胺涂层。需要高温加热过程以从涂层或浆料中去除叔胺，这可能导致水解或以其他方式对树脂产生不利影响。

3、因此，持续需要新的或改进的用于形成聚酰胺-酰胺酸的水溶液或分散体的方法，这些水溶液或分散体可以容易地施用于基材，并且以最小的损坏涂层的风险进行干燥和固化。

技术实现思路

1、此目的以及将从以下详细描述变得明显的其他目的通过本披露的组合物、方法和/或工艺来全部或部分实现。

2、在第一方面，本披露涉及一种水性聚酰胺-酰胺酸组合物，该组合物包含：

3、水；以及

4、聚酰胺-酰胺酸，其包含各自具有至少一个芳环以及酰胺酸基团和酰亚胺基团中的至少一个的重复单元，其中，在超过50％mol的包含至少一个酰胺酸基团的所述重复单元中，这些酰胺酸基团的全部或部分是呈盐化形式，其中阳离子是铵阳离子。

5、在第二方面，本披露涉及一种用于形成本文所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物的方法，该方法包括：

6、在水性介质中，使包含各自具有至少一个芳环以及酰胺酸基团和酰亚胺基团中的至少一个的重复单元的聚酰胺-酰胺酸与铵盐反应。

7、在第三方面，本披露涉及一种用于向基材的至少一个表面提供粘附的聚酰胺-酰亚胺膜的方法，该方法包括：

8、用本文所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物涂覆所述表面，

9、在第一温度下加热湿涂层，从而提供包含不含铵阳离子的聚酰胺-酰胺酸的干燥涂层，

10、在第二温度下加热所述制品以固化该干燥涂层，从而在该至少一个表面上提供该粘附的聚酰胺-酰亚胺膜。

11、在第四方面，本披露涉及一种包含聚酰胺-酰胺酸的铵盐的膜，所述膜由本文所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物制备。

12、在第五方面，本披露涉及一种制品或一种或多种纤维，其包含本文所述的膜。

13、在第六方面，本披露涉及一种复合材料，其包含本文所述的一种或多种纤维和基质树脂。

1.一种水性聚酰胺-酰胺酸组合物，该组合物包含：

2.根据权利要求1所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其进一步包含有机溶剂，其中该有机溶剂的总量是相对于该聚酰胺-酰胺酸的重量按重量计小于20％。

3.根据权利要求1或2所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，这些重复单元各自选自由以下组成的组：

4.根据权利要求3所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，这些重复单元各自选自由以下组成的组：

5.根据权利要求3或4所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，ar是

6.根据权利要求3-5中任一项所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，r是

7.根据权利要求1-6中任一项所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，该水性聚酰胺-酰胺酸组合物不含叔胺，典型地叔烷基胺及其盐。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物，其中，该水性聚酰胺-酰胺酸组合物包含足以提供基于该组合物的总重量从约0.5至约15wt.％的聚酰胺-酰胺酸含量的水的量。

9.一种用于形成根据权利要求1-8中任一项所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物的方法，该方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在超过50％mol的包含至少一个酰胺酸基团的所述重复单元中，这些酰胺酸基团的全部或部分被转化为盐化形式，其中该阳离子是铵阳离子。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，该铵盐包含铵阳离子和阴离子，该阴离子是弱酸的共轭碱。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，该铵盐包含铵阳离子和阴离子，该阴离子选自由以下组成的组：氢氧根、草酸根、碳酸根、碳酸氢根、亚硫酸根、亚硫酸氢根、硫酸根、硫酸氢根、磷酸二氢根、磷酸氢根、磷酸根、亚硝酸根、羧酸根如乙酸根、丙酸根、丁酸根；高氯酸根、氯酸根、亚氯酸根和次氯酸根。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中，该铵盐包含铵阳离子和阴离子，该阴离子选自由以下组成的组：氢氧根和碳酸氢根，典型地碳酸氢根。

14.一种用于向基材的至少一个表面提供粘附的聚酰胺-酰亚胺膜的方法，该方法包括：

15.一种包含聚酰胺-酰胺酸的该铵盐的膜，所述膜由根据权利要求1-8中任一项所述的水性聚酰胺-酰胺酸组合物制备。

16.一种制品，其包含根据权利要求15所述的膜。

17.一种或多种纤维，其包含根据权利要求15所述的膜。

18.根据权利要求17所述的一种或多种纤维，其中，该一种或多种纤维是碳纤维。

19.一种或多种经热处理的纤维，其通过加热根据权利要求17或18所述的一种或多种纤维形成。

20.一种复合材料，其包含根据权利要求19所述的一种或多种纤维和热固性基质树脂。