[发明专利]一种聚酰亚胺泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺材料领域，特别涉及聚酰亚胺泡沫的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，具有耐热性、耐辐射、耐腐蚀、力学性能和电性能好等特点，被广泛应用于航空航天、军事和电子等领域。聚酰亚胺泡沫塑料不仅保持了聚酰亚胺的耐热性能，还具有优异的高温阻隔性、降噪性、抗冲击性、尺寸稳定性、透波性能和阻燃性能，可作为隔热、隔音和阻燃材料，在飞机、航天器、武器装备、舰船、高速列车和汽车等领域应用。

美国专利US 3249561公开的一种聚酰亚胺泡沫塑料的制备方法，首先由单体二酐和单体二胺聚合获得聚酰胺酸，在聚酰胺酸的化学亚胺化过程中，加入可产生气体的酸，在固化成型过程中产生CO或CO2等气体，发泡成型，得到聚酰亚胺泡沫。美国专利US 4305796中利用微波加热聚酰胺酸酯盐可以获得高发泡低密度的聚酰亚胺泡沫塑料。美国专利US 6956066利用均苯四酸二酐和二异氰酸酯在酰亚胺化反应中产生CO2气体，制备得到了低密度聚酰亚胺的泡沫材料。但是，上述方法获得的聚酰亚胺泡沫材料在压缩强度及回弹性能等机械性能上存在缺陷。在加工、切割成型、安装和使用过程中，容易碎裂掉渣，影响泡沫的使用。

提高低密度聚酰亚胺泡沫的机械性能始终是困扰聚酰亚胺泡沫产业化的瓶颈。为了解决聚酰亚胺泡沫的机械性能，目前使用的方法是将聚酰亚胺的聚合单体二胺进行改进，部分采用了特殊结构的二胺。例如，美国专利US 5122546采用了2,6-二氨基吡啶，可以一定程度上改善泡沫的机械性能，并在相关技术的基础上，发展了商业化产品Solimide^TM聚酰亚胺软泡沫。这是目前唯一市场化的聚酰亚胺泡沫品种。美国专利US6057379使用了1，6-己二胺改善泡沫的机械性能。但是，以1，6-己二胺、2,6-二氨基吡啶等二胺作为聚合单体使用时，在改善泡沫的机械性能的同时，降低了聚酰亚胺泡沫的耐热性能、抗氧化性能和阻燃性能。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚酰亚胺泡沫的制备方法，得到的聚酰亚胺泡沫机械性能好。

本发明公开了一种聚酰亚胺泡沫的制备方法，包括：

（A）二酐酯化后，与二胺及添加剂混合，得到发泡前体；

所述添加剂为酰胺、酚、羧酸和酮中的一种或两种；

（B）将所述步骤（A）得到的发泡前体进行加热处理，发泡后得到发泡块；

（C）将所述步骤（B）得到的发泡块进行热亚胺化处理，得到聚酰亚胺泡沫。

优选的，所述步骤（A）中，所述添加剂为N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、己内酰胺、苯酚、间甲酚、对甲酚、对氯酚、苯甲酸、对氯苯甲酸、对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、环己酮和丁酮中的一种或两种。

优选的，所述步骤（A）中，所述添加剂的质量占二酐和二胺总质量的1%~10%。

优选的，所述步骤（A）中，所述二胺为4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、二氨基二苯甲烷、对苯二胺、间苯二胺、二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯砜、联苯二胺、2,6-二氨基吡啶、1,6-己二胺、含硅二胺、含磷二胺、三氨苯基苯、三氨苯氧基苯和2,4，6-三氨基嘧啶中的一种或两种。

优选的，所述步骤（A）中，所述二酐为均苯四甲酸二酐、4,4’-联苯四甲酸二酐、3,4’-联苯四甲酸二酐、二苯醚四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐、双酚A型二苯醚二酐、三苯二醚四甲酸二酐和六氟二酐中的一种或两种。

优选的，所述步骤（A）中，所述反应时还可以加入表面活性剂。

优选的，所述表面活性剂为聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷或氟碳表面活性剂中的一种或两种。

优选的，所述步骤(A)具体为：

（A1）将二酐与低级脂肪醇在有机溶剂中进行酯化，得到二酸二酯溶液；

（A2）将二胺、添加剂与步骤（A1）得到的二酸二酯溶液混合，得到混合溶液；

（A3）将步骤（A2）得到的混合溶液浓缩干燥，得到发泡前体。

优选的，所述步骤（A1）中，所述二酐与所述低级脂肪醇的摩尔比为1：（4~8）。