[发明专利]一种聚氨酯/聚酰亚胺多孔复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚氨酯/聚酰亚胺多孔复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)将多元醇加入多异氰酸酯中，反应1～3h，加入扩链剂，得聚氨酯预聚物/扩链剂混合物；

(2)将聚氨酯预聚物/扩链剂混合物溶于溶剂中，得聚氨酯预聚物的溶液；

(3)将各向异性的聚酰亚胺气凝胶浸渍于聚氨酯预聚物的溶液中，扩链固化，得聚氨酯/聚酰亚胺多孔复合材料；

所述聚氨酯/聚酰亚胺多孔复合材料中聚氨酯与聚酰亚胺的质量比为92:8～30:70。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述反应的温度为60～80℃；所述反应是在氮气保护下进行的；所述反应的时间为1～2h；所述多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇或聚己内酯二醇；所述多异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述扩链剂为1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷或乙二胺；所述多异氰酸酯与多元醇的质量比为1:2～1:5；所述扩链剂与多元醇的质量比为1:20～55。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述反应的温度为65～75℃；所述反应的时间为1.5h；所述多元醇为聚四氢呋喃二醇；所述多异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯；所述扩链剂为三羟甲基丙烷；所述多异氰酸酯与多元醇的质量比为1:3～1:5；所述扩链剂与多元醇的质量比为1:25～50。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述反应的温度为70℃；所述多异氰酸酯与多元醇的质量比为1:4；所述扩链剂与多元醇的质量比为1:33。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述溶剂为四氢呋喃、二甲基乙酰胺、丙酮或丁酮；所述溶剂与聚氨酯预聚物的质量比为40:60～95:5。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述溶剂为丙酮；所述溶剂与聚氨酯预聚物的质量比为50:50～90:10。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述溶剂与聚氨酯预聚物的质量比为60:40～80:20。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述各向异性的聚酰亚胺气凝胶是由以下方法制备得到的：

a、将聚酰胺酸、有机碱依次加入水中，配成聚酰胺酸盐的水溶液；

b、将聚酰胺酸盐的水溶液倒入模具中，再将其放入装有-10℃～-80℃的冷冻液的容器中冷冻，冻成固体后，冷冻干燥，升温至275±5℃进行热亚胺化，得各向异性的聚酰亚胺气凝胶。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述有机碱为三乙醇胺、三乙胺、三丙胺、喹啉、三乙烯二胺或三正丁胺；所述聚酰胺酸与水质量比为2:98～15:85；所述聚酰胺酸与有机碱的质量比为1:0.4～0.8；步骤b中，所述冷冻液为干冰与甲醇混合物、干冰与丙酮混合物、干冰与乙醇混合物、干冰与正丙醇混合物、干冰与正丁醇混合物或液氮；所述冷冻液的温度为-25～-65℃；所述冷冻干燥的条件为：-40～-50℃，5～20Pa，60～80h；所述升温为梯度升温，升温过程为：由室温升温至80℃后保温0.5h，由80℃升温至100℃后保温1h，由100℃升温至120℃后保温1h，由120℃升温至150℃后保温1h，由150℃升温至180℃后保温0.5h，由180℃升温至200℃后保温1h，由200℃升温至250℃后保温1h，由250℃升温至270℃后保温2h。