[发明专利]聚酰亚胺泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种聚酰亚胺泡沫及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是重复单元以酰亚胺基为结构特征基团的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。具有良好耐热性、耐辐射、耐腐蚀、良好的力学性能和电性能等特点，已经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高温、阻燃性能，还具有优异的高温阻隔性、降噪性和透波性能以及质量轻、柔性回弹性好、使用方便等综合性能，可以作为飞机、航天器、武器装备、舰船、高速列车和汽车等领域应用的隔热绝缘材料。

现有技术公开了多种制备聚酰亚胺泡沫的方法。其中一类方法是美国专利US3249561公开了将均苯二酐和二氨基二苯醚聚合，获得聚酰胺酸的二甲基乙酰胺溶液。向此溶液中加入脱水剂（如乙酸酐）和催化剂（如异喹啉）后，加入化学发泡剂（如甲酸），机械搅拌使产生的CO均匀分布到溶液中。将此溶液涂布到带式连铸机上持续发泡并亚胺化，后转入400°C加热，亚胺化完全，获得聚酰亚胺泡沫。但是这种发泡方法在化学亚胺化的同时发泡，泡沫形成的均匀度受制于脱水剂、催化剂和发泡剂在聚合物溶液中分布的均匀度，发泡效率低，仅能获得密度为400kg/m³的硬泡沫。

另一种类方法利用异氰酸酯和二酐的聚合制备聚酰亚胺泡沫。如美国专利US6956066利用聚合单体二酐和多异氰酸酯反应，制备低密度聚酰亚胺泡沫。该工艺中使用了PAPI等聚合单体，获得的是具有交联结构的聚酰亚胺泡沫。但其加入的甲醇和水促进发泡，使得与异氰酸酯的反应复杂化，且制备得到的泡沫柔韧性不足。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚酰亚胺泡沫，本发明提供的聚酰亚胺泡沫的工艺简单、密度低、柔韧性好且热稳定性高。

本发明提供了一种聚酰亚胺泡沫的制备方法，包括：

A）二胺和二酐在溶剂中反应，得到第一溶液；

将二酐、发泡剂、催化剂和表面活性剂在溶剂中混合，得到第二溶液；

B）将第一溶液和第二溶液混合，加入多苯基多亚甲基多异氰酸酯溶液，搅拌、发泡，得到泡沫中间体；

C）将泡沫中间体亚胺化得到聚酰亚胺泡沫。

优选的，所述第一溶液中二酐选自均苯四甲酸二酐、4,4＇-联苯四甲酸二酐、3,4＇-联苯四甲酸二酐、4,4＇-二苯醚四甲酸二酐、3,4＇-二苯醚四甲酸二酐、4,4＇-二苯甲酮四甲酸二酐、3,4＇-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几种；

所述第一溶液中二胺选自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、含硅二胺和含磷二胺中的一种或几种；

所述第一溶液中溶剂选自N-甲基吡咯烷酮，N，N′-二甲基乙酰胺和N，N′-二甲基甲酰胺中的一种；

所述第二溶液中二酐选自均苯四甲酸二酐、4,4＇-联苯四甲酸二酐、3,4＇-联苯四甲酸二酐、4,4＇-二苯醚四甲酸二酐、3,4＇-二苯醚四甲酸二酐、4,4＇-二苯甲酮四甲酸二酐、3,4＇-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几种；

所述第二溶液中溶剂选自N-甲基吡咯烷酮，N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一种；

所述第二溶液中发泡剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃和乙二醇甲醚中的一种或几种；

所述第二溶液中催化剂选自三乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺、双（2-二甲氨基乙基）醚、Dabco33-LV、Dabco CS90、Polycat41、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二辛基锡和二乙酸二丁基锡中的一种或几种；

所述第二溶液中表面活性剂选自聚乙二醇，DC5598、DC193、DC195、DC197、DC198、KH550、AK168、L620和L6900中的一种或几种。

优选的，所述步骤A中二胺和二酐的摩尔比为1：0.95～1.05；

所述第一溶液的固含量为9%～11%。

优选的，所述第二溶液中二酐、溶剂、发泡剂、催化剂和表面活性剂的质量比为（100）：（100～300）：（5～28）：（0.02～10）：（5～40）。

优选的，所述第一溶液和第二溶液的质量比为（1～20）：（20～10）。