[发明专利]一种聚酰亚胺材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种聚酰亚胺材料及其制备方法。

背景技术

从1955年美国的Dupont公司发明芳香族聚酰亚胺类化合物到现在，已经开发出了许多种具有各种各样不同结构和性能的聚酰亚胺膜及其制品。由于聚酰亚胺具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能等独特的优点，因而在航空航天、电子、汽车、通讯等行业的应用越来越广泛。相应地，关于聚酰亚胺材料及其制备方法的研究也日益深入展开。

例如，CN 1123589C公开了一种热固性聚酰亚胺基体树脂，该树脂由100重量份芳香族四酸二酐、35-110重量份芳香族二胺和10-55重量份反应性封端剂组成，所述反应性封端剂为具有下述化学结构的有机化合物：

其中R为H、甲基或乙基。该树脂可在310-320℃下长期使用，经固化后得到的固化材料与PMR-15相比具有很好的抗冲击性能，由其制备的碳纤维增强树脂基复合材料可明显减少高温使用过程中的微裂现象。

CN 1693338A公开了一种多嵌段共聚聚酰亚胺，该多嵌段共聚聚酰亚胺的化学结构式为

上述多嵌段共聚聚酰亚胺的制备方法包括(1)先将一种芳香族二胺溶解在N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中；(2)在搅拌作用下加入一定配比的一种芳香族二酐，反应温度约为0-25℃，反应时间为4-6小时，得到氨基或酐基封端的低聚物溶液；(3)然后再相继加入其它种类的二酐和二胺，充分反应6-8小时，得到嵌段结构的共聚物；(4)采用化学酰亚胺或热酰亚胺法制得共聚聚酰亚胺的粉末或薄膜，其中所述芳香族二酐为联苯二酐和均苯四甲酸二酐，所述芳香族二胺选自二氨基二苯醚、双酚A二胺中的一种或几种，所述其它二酐选自3，3’，4，4’-二苯酮二酐、3，3’，4，4’-二苯醚二酐、双酚A二酐、1，4-双(3，4-二羧酸苯氧基)苯二酐、2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐中的一种或几种，所述其它二胺选自二苯酮二胺、苯二胺、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(1，3，4-APB)、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯(1，4，4-APB)、2，2-双[4(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷中的一种或几种。使用上述方法制得的多嵌段共聚聚酰亚胺具有较好的耐热性和机械性能，并可通过调节多嵌段共聚聚酰亚胺的组成调节聚酰亚胺的分子刚性和加工性。

尽管上述聚酰亚胺材料的某些性能非常优异，但均存在不能同时具备优异的剥离强度、抗撕裂强度、柔韧性和适中的玻璃化温度的缺点，而随着科学技术往高端和精细化两个方向的发展，在航空航天、微电子、电子电器、汽车等领域对所需使用的聚酰亚胺的性能提出了更高、更全面、更细致的要求，要求聚酰亚胺材料同时具备高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能，同时出于加工需要，又要求产品又不能具有太高的玻璃化温度等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的聚酰亚胺不能同时具备优异的剥离强度、抗撕裂强度、柔韧性和适中的玻璃化温度的缺点，提供一种能同时具备优异的剥离强度、抗撕裂强度、柔韧性和适中的玻璃化温度的优点的聚酰亚胺材料及其制备方法。

本发明提供的聚酰亚胺材料含有具有如下重复结构单元的聚合物：

式中，Ar₁为具有下述结构式基团中的一种或几种：

其中X选自下述二价基团中的一种或几种：-CO-、-O-、-S-、-SO₂-、-CH₂-、-C(CH₃)₂-和-C(CF₃)₂-；

Ar₂为具有下述结构式基团中的一种或几种：

其中Y、Z和W分别独立地选自-CO-、-O-、-S-、-SO₂-、-CH₂-、-C(CH₃)₂-和-C(CF₃)₂-中的一种或几种；

R₁、R₂和R₃分别独立地为氢、烷基、烷氧基、羧基、氰基或氨基；

R’和R”分别独立地为亚烷基或次烷基；

m为0-36的整数、n为0-35的整数，且m和n不同时为0，1和p的值使与该聚酰亚胺对应的聚酰胺酸的特性粘度为100-200毫升/克。