[发明专利]一种聚酰亚胺与有机硅复合泡沫材料的制备方法

说明书

本发明提供的是一种聚酰亚胺与有机硅复合泡沫材料的制备方法。1)羟基硅油250‑400份加入催化剂5‑10份混合，在150℃聚合5小时，得到聚合羟基硅油；2)室温条件下向所述聚合羟基硅油中，依次加入含烯烃基硅油50‑100份、催化剂15‑40份、泡沫稳定剂10‑20份和表面活性剂15‑30份配制成组合溶液，再填加聚酰胺酸粉末80‑180份和含氢硅油100‑150份，充分搅拌，同时以超声分散器辅助分散聚酰亚胺粉末得到混合溶液；3)混合溶液倒入模具中，发泡，发泡结束后经高温固化制得聚酰亚胺与有机硅复合泡沫材料。由于采用在组合溶液中加入聚酰胺酸粉末的方法，使有机硅泡沫的阻燃性得到提高。制备过程简便易行，所用原材料价格低廉，有利于工业化生产和广泛应用。

技术领域

本发明涉及的是一种耐高温阻燃型复合泡沫材料的制备方法，特别是涉及一种聚酰亚胺/有机硅复合泡沫材料的制备方法。

背景技术

有机硅聚合物是由硅氧键(-Si-O-Si-)交替组成其主链，通过硅与有机基团组成其侧链的一种半无机高分子化合物。由于其结构的特殊性，使之具有许多其他材料所不能同时具备的优异性能，如卓越的耐高低温性、优良的电绝缘性与化学稳定性、良好的耐老化性、突出的表面活性、憎水防潮和生理惰性等。有机硅泡沫材料其化学名称为聚有机硅氧烷泡沫材料，集有机硅聚合物的特性与泡沫材料的特性结于一体，有机硅泡沫材料不但具有上述有机硅聚合物所具有的优良特性，还具有高柔软性、高延展性、高弹性、高空隙度、良好的吸收机械震动或冲击及高频减震等物理特性，有机硅泡沫材料可在315℃下连续使用，360℃条件下短期使用，常用做减震、阻尼、隔音和电绝缘的优良材料，在航空航天方面用作航天器、火箭等的轻质、耐高温、抗湿材料。

Lee等通过含氢硅氧烷、含羟基硅氧烷，加入催化剂Rh(铑)，在高温固化条件下直接发泡，得到了一种无毒的有机硅泡沫材料。日本Toshiba Silicone Co.,Ltd利用Si-OH与Si-H反应放出氢气发泡，发泡后泡沫前驱体在室温条件下固化，得到泡孔尺寸均匀的有机硅泡沫材料。Bauman等人通过Si-OH与Si-H的混合组分加入无机填料在室温条件下发泡与固化的方式，压制出一种闭孔结构的有机硅泡沫弹性体。该泡沫材料具有很好的阻燃性、孔径尺寸范围0.1-1.0mm、密度为0.288g/cm³，压缩强度为3.4kPa。Jones以含有低粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷(粘度为42mm²/s)、高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷(粘度为2000mm²/s)的混合体系与包含高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷(粘度为2000mm²/s)、三甲基硅氧基封端甲基氢硅氧烷以及其他成有机硅氧烷分的混合体系在氯铂酸催化条件下短时间混合反应，再经过常温固化，得到防水有机硅泡沫塑料。高温发泡制备的有机硅泡沫密度较小但柔韧性较差，室温发泡制备的有机硅泡沫柔韧性较好，但密度较大。

为了进一步降低有机硅泡沫材料的密度，Shinmi等人通过高压(超压大气压)向体系内压入惰性气体(He、N₂、Ar、空气)发泡的方式，制备出泡孔尺寸均匀、高发泡倍率的有机硅泡沫材料，密度在0.15g/cm³左右；Tomaru等人利用一种特殊的设备将含有双键的聚硅，与含有Si-H键的聚硅氧烷交联混合，通过外加气体(空气、氮气、CO₂、He、Ar)的方式、制备出一种密度较小、泡孔尺寸均匀的有机硅泡沫材料；以上方法可以制备出密度较低的有机硅泡沫材料，但阻燃性能较差。