[发明专利]一种软质聚酰亚胺泡沫、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种软质聚酰亚胺泡沫、其制备方法及其应用。所述的软质聚酰亚胺泡沫是由含有发泡剂缓释组分的块/板状聚酰亚胺泡沫前驱体发泡得到的。所述的软质聚酰亚胺泡沫的平均密度为14.7～47.7kg/m³，孔径大小分布为130～530μm。本发明采用PI前驱体块/板的发泡形式，可有效克服聚酰亚胺前驱体粉末发泡法存在的厚度方向密度偏差大的问题，提高预聚粉体到泡沫体的产品收率；采用含有发泡剂缓释组份的PI前驱体组成，通过发泡剂缓释组份类型和用量的调控，可实现PI软质泡沫密度的调控，使得发泡工艺窗口更宽、泡沫的孔径更加均匀；同时，聚酰亚胺前驱体板在保存的过程中可有效减少吸水率，延长了材料的储存时间，提升了最终泡沫产品的质量稳定性。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺技术领域，具体地说，涉及一种软质聚酰亚胺泡沫、其制备方法及其应用。

背景技术

聚酰亚胺(PI)泡沫是一类含有大量气体微孔/介孔/纳孔的聚合物材料。与传统的泡沫塑料相比，聚酰亚胺泡沫不仅具有隔热、减震、降噪等特点，同时具有耐高温、耐低温、本征阻燃、耐辐射、低发烟率等特优点，在航天、航空、空间、船舶、核电等许多高技术领域获得了广泛而重要的应用。聚酰亚胺泡沫按照泡孔结构分为软质开孔泡沫和硬质闭孔泡沫两大类。前者通常由热塑性聚酰亚胺树脂制备，而后者则由热固性聚酰亚胺树脂制备。

1992年，Lee等人(US5096932；US5122546；US5077318)报道了一种制备聚酰亚胺泡沫塑料的糊发泡法。该方法将至少一种极性质子溶剂ROH通过机械混合或喷雾干燥的方法引入，制备成功聚酰亚胺泡沫。其中，R为H或含有1～12个碳原子的线性、支化烷烃或环烷烃。根据极性质子溶剂引入量的不同，可以调节所制备的聚酰亚胺泡沫的密度，该方法可制得密度为2～11kg/m³的聚酰亚胺泡沫材料。所制备聚酰亚胺泡沫柔弹性好，为第一款商业化的聚酰亚胺泡沫产品由于引入大量极性质子溶剂作为发泡剂，所制备的泡沫密度低，且为开孔泡沫，目前被广泛应用于绝缘以及吸声领域。

2000年，NASA与Unitika公司(Proc.43rd Int.SAMPE Symp.,May 31,1998,、P730-44；High Perform.Polym.,2000,12,1-12；US4241193,EP0437821B1)合作开发了一种新型的聚酰亚胺泡沫的制备方法—前驱体粉末发泡法。他们将二酐单体加入脂肪醇/醚类或脂肪醇/叔胺的溶液中，加热回流将二酐转化为脂肪醇的二酐二酯，并与醚类的氧原子形成氢键或与叔胺形成盐，而后加入二胺以及表面活性剂等添加剂形成前驱体溶液(PEAS)。在一定温度下除去多余的醇和醚类溶剂后粉碎得到聚酰亚胺前驱体粉末，最后放入模具中加热进行发泡和酰亚胺化，得到完全酰亚胺化的聚酰亚胺泡沫。NASA将其商品命名为TEEK。而根据所用二酐和二胺的不同，产生了一系列的TEEK聚酰亚胺泡沫。

CN101735457A公开了一种软质聚酰亚胺泡沫的生产方法，其包括如下步骤：在极性溶剂中加入一种或两种芳香型双酐使其完全溶解，然后加入芳香族二胺，生成酰胺酸；反应后加入两种或两种以上发泡剂，并加入一种或两种以上的催化剂，及表面活性剂；然后再在室温下与水和一种或两种以上芳香族异氰酸酯进行混合，然后发泡；最后将生成的泡沫于微波炉和高温炉中使其熟化。本发明获得聚酰亚胺泡沫柔软，有弹性，密度在4.0-8.0kg/m³，具有较好的吸声性能，阻燃性能。而且泡沫离火窒熄，散发的烟雾量极少，无滴落物。

CN107540839A公开了一种轻质吸声隔热聚酰亚胺泡沫及其制备方法，由芳香二酐、低分子醇、表面活性剂、助剂按比例混合在极性溶剂中反应形成泡沫前驱体溶液，前驱体溶液与异氰酸酯在模具内反应，半自由发泡形成泡沫中间体，经过微波辐射处理，再用老化箱加热固化后得到固体聚酰亚胺泡沫。

软质聚酰亚胺泡沫目前商业化的产品包括和等，主要应用于隔声降噪、防热、抗震等领域。但是传统的制备软质开孔聚酰亚胺泡沫的方法比较容易伴随着孔洞、均匀性较差，泡沫密度不均匀等一系列问题。

有鉴于此特提出本发明。