[发明专利]一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法

说明书

本发明属于聚酰亚胺泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法，以芳香族二元酐、极性溶剂、低分子醇为反应原料，辅以引发剂、催化剂、表面活性剂、发泡剂、异氰酸酯进行发泡，制得发泡溶液，然后经微波加热进行定型，再经干燥而制得；本发明制备工艺过程简单，制造成本低廉，酰亚胺化转化率高，易于工业化生产，所制备的聚酰亚胺泡沫材料具有导热系数低、阻燃性能优良、吸湿率小、耐腐蚀性好、耐烟雾和防霉菌、吸声性好等特点。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法。

背景技术

聚酰亚胺泡沫是一类具有特定化学结构、耐高低温、无有害气体释放的轻质多孔材料，具有导热系数低、降噪系数高、热稳定性、绝热性、阻燃性以及燃烧低烟毒性等众多优异性能，具有其他聚合物泡沫材料无法媲美的综合性能，因此在航天器、飞机、武器装备、高速列车以及舰船等高端技术领域得到了广泛的应用。

聚酰亚胺泡沫最早由NASALangley研究中心和UnitikaAmerica合作开发成功，并用作航天飞机舱壁的隔热保温材料，现已推广应用于飞机、舰船、车辆等领域，比如Solimide聚酰亚胺泡沫塑料已用于海军船舶的绝热保温材料，取代酚醛、聚氨酯泡沫，不仅有效地减轻了装备的质量，还大大地提高了装备的安全性，此外在民用船舶，如豪华游船、快艇和液化天然气船上也得到广泛应用。

目前，大多数的聚酰亚胺泡沫均采用二胺体系，这就导致材料价格高昂，也有人采用异氰酸酯代替二胺制备异氰酸酯型聚酰亚胺泡沫材料，异氰酸酯型聚酰亚胺泡沫材料是以多元酸酐或其衍生物和多官能团的异氰酸酯为原材料通过自由发泡技术所制得的一种新型聚酰亚胺泡沫材料。另外在聚酰亚胺泡沫制备过程中需要高温加热，这无疑消耗了大量能源，同时受限于聚酰亚胺泡沫本身的保温作用，导致无法均匀加热，从而使得最终产品的泡孔不均匀，性能不稳定。

专利公开号CN106751826A公开了一种以芳香二酐、糠醇、脂肪醇、催化剂、表面活性剂、改性剂等与改性黑料混合发泡，得到一种增强增韧自固化硬质聚酰亚胺泡沫，密度范围为76-113Kg/m³，拉伸强度：2.56-3.23MPa；断裂强度：379-873N/m；长期工作耐温度：380-450℃，但其中加入玻璃微球、玻璃纤维等，虽然增加产品强度和韧性，也增加了生产过程的复杂程度，更加难以控制。专利公开号CN109810251A公开了一种高性能硬质聚酰亚胺隔热吸声泡沫的制备方法，其步骤为在氮气保护条件下，将多异氰酸酯溶于极性溶剂后加入芳香酸酐，随后加入表面活性剂静置聚合增稠放置5-10天，然后经过微波和高温烘箱固化得到泡沫材料，其方法所得聚酰亚胺泡沫材料密度在124-261kg/m3范围内；压缩强度：1.2-5.4MPa；玻璃化转变温度：330-342℃；10％分解温度：532-550℃；平均吸声系数：0.59-0.65。但该方法自由发泡时间过长，高温固化复杂，导致后期耗能严重，对产业化效率和成本影响较大。

本发明利用微波具有易实现温度控制、加热均匀、加热速度快、能赋予高分子材料理想性能的优势，为聚酰亚胺泡沫材料实现流程简化、低制造成本、高酰亚胺化转化率，批量化的生产方法提供了一条新思路。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法，以芳香族二酐、极性溶剂、低分子醇为反应原料，辅以引发剂、催化剂、表面活性剂、发泡剂、异氰酸酯进行发泡，制得发泡溶液，然后经微波加热进行定型，再经干燥而制得。

一种微波辅助制备聚酰亚胺泡沫材料的方法，包括如下步骤：

1)脂化液的制备：将芳香族二元酐、极性溶剂、低分子醇混合，在70～90℃下回流反应，得脂化液，冷却待用；