[发明专利]一种高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺及制备方法

权利要求书

1.一种高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺，其特征在于，它由结构式(1)所示聚酰亚胺在350-450℃的温度条件下，在氮气气氛中热交联1-6h，使炔基官能团得到充分交联得到：

其中，Ar₁为具有如下结构式(2)或(3)所示残基：

Ar₂选自均苯四甲酸二酐的残基、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐的残基；B₁选自对苯二胺的残基、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯的残基、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的残基、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑的残基；R选自甲基、苯基、H；m，n为正整数，2≤m≤5；5m≤n≤50m。

2.根据权利要求1所述的高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺，其特征在于，R基团为苯基，Ar₁基团为结构式(2)所示残基。

3.根据权利要求1所述的高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺，其特征在于，n的取值为：20m≤n≤50m。

4.一种权利要求1所述的高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)聚酰亚胺前体溶液配制：在强极性有机溶剂中，加入芳香族二胺类化合物，使芳香族二胺类化合物的质量百分数为5％-10％；然后加入4,4'-(乙炔-1,2-二基)二酞酸酐，同时分三次加入芳香族四甲酸二酐类化合物，三次加入的重量配比为60:30:10；其中，所述芳香族二胺类化合物、4,4'-(乙炔-1,2-二基)二酞酸酐、芳香族四甲酸二酐类化合物的摩尔比为(m+n+1):m:n；m、n为正整数，2≤m≤5；5m≤n≤50m；控制溶液的温度在60-80℃，并在氮气气氛下搅拌24-48h，进行酰胺酸反应；然后降低反应液的温度到10-40℃；之后，在反应液中加入炔基单酐类化合物，继续反应；其中，芳香族二胺类化合物和炔基单酐类化合物的摩尔比为(m+n+1):2；控制溶液的温度在10-40℃，并在氮气气氛下继续搅拌24-48h，聚合得到聚酰亚胺前体溶液；

(2)涂覆成膜与溶剂挥发：将步骤(1)制备的聚酰亚胺前体溶液涂覆在玻璃板上，然后在80-150℃下挥发至形成的聚酰亚胺前体干膜中剩余溶剂的质量含量在5-15％；

(3)热亚胺化过程：将涂覆有聚酰亚胺前体干膜的玻璃板，在200-330℃的温度下，在氮气气氛中处理10-60min，使得聚酰亚胺前体树脂发生亚胺化反应得到聚酰亚胺树脂，形成结构式(1)所示的结构；

(4)热交联处理：在350-450℃的温度条件下，在氮气气氛中，热交联1-6h，使炔基官能团得到充分交联，得到棕色的高玻璃化转变温度与高耐热的热固型聚酰亚胺。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述芳香族二胺类化合物具有下述结构式(4)所示的结构，芳香族四甲酸二酐类化合物具有下述结构式(5)所示的结构：

H₂N-B₁-NH₂ (4)

式中，Ar₂选自均苯四甲酸二酐的残基、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐的残基；B₁选自对苯二胺的残基、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯的残基、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的残基、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑的残基。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述炔基单酐类化合物具有下述结构式(6)所示的结构：

其中，R选自甲基、苯基、H。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述炔基单酐类化合物为苯乙炔基偏苯三酸酐。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述强极性有机溶剂由N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种按照任意配比混合组成。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述n的取值为：20m≤n≤50m。