[发明专利]可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是二胺单体APABI和m‑PDA以及二酐单体BPADA和PMDA制成，制备方法具有以下步骤：①室温下，二胺单体与二酐单体在极性溶剂中反应得到聚酰胺酸溶液；②向步骤①得到的聚酰胺酸溶液中加入不良溶剂并升温至回流，然后蒸除不良溶剂并降温，接着加入沉析剂再升温，最后降温至粉体不再析出过滤；③对步骤②得到的滤饼采用洗涤溶剂进行两次洗涤→过滤；④对步骤③得到的滤饼依次进行真空干燥、高温鼓风烘干，得到可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉。本发明的聚酰亚胺超细粉D50粒径≤20μm，D90粒径≤40μm；而且具有较好的热学性能以及力学性能。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺技术领域，具体涉及一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法。

背景技术

热塑性聚酰亚胺是一类具有优异综合性能的耐高温高分子材料，其具有优良的耐热性能、力学性能、介电性能、阻燃性能等。早期，大多数热塑性聚酰亚胺具有难溶难熔的特点，影响了其加工性能，限制了其进一步广泛的应用。

可溶性的热塑性聚酰亚胺由于具有良好的溶解性能和韧性性能，在高性能树脂及其复合材料改性领域具有较好的应用前景，然而，现有的可溶性的热塑性聚酰亚胺往往存在以下问题：

（1）为了获得较好的溶解性能，往往需要引入大的侧基或非共平面结构，这样会破坏分子链的规整性，从而导致力学性能不佳。

（2）溶剂性能较好的聚酰亚胺结构中柔性基团较多，导致热学性能也不理想，包括玻璃化转变温度较低以及线性热膨胀系数较高。

（3）粒径偏大，由于具有较好的溶解度，需要采用特殊工艺才能制得粒径较小的超细粉体。

中国专利文献CN112795011A公开了一种可溶性的热塑性聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由等摩尔的双酚A型二醚二酐【BPADA】与特殊的二胺单体5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满【PIDA】采用特殊的聚酰胺酸微粒法制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm；无缺口冲击强度可达200kJ/m²以上，具有较好的力学性能；但是，玻璃化转变温度只有250℃左右，热学性能不佳。

中国专利文献CN113265048A公开了一种模压用聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由常规二酐单体与特殊的二胺单体1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺【BBIDA】采用特殊的搅拌工艺制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm；玻璃化转变温度可达400℃以上，线性热膨胀系数（CTE）可达10ppm/K以下，具有较好的热学性能；但是，无缺口冲击强度只有100～150kJ/m²，力学性能不佳。

中国专利文献CN108047445A公开了一种耐高温的热塑性聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由等摩尔的双酚A型二醚二酐【BPADA】和2-（3-氨基苯基）-5-氨基苯并咪唑【APABI】采用特殊的凝胶沉淀法制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～70μm；无缺口冲击强度为240kJ/m²左右，具有较好的力学性能；玻璃化转变温度在295～320℃，具有较好的热学性能。但是该文献采用的凝胶沉淀法一方面对于工艺要求较高，操作较为繁琐，难以控制；另一方面凝胶沉淀法对于单体结构要求也较高，并非任意结构都能够采用该方法制得聚酰亚胺超细粉。

由上述文献可知：不同结构的聚酰亚胺性能差异较大，尤其是制备方法与结构有着密不可分的关联，因此，在现有的常规二酐及常规二胺的基础上，结合相匹配的工艺制得热学性能和力学性能均较好的聚酰亚胺超细粉是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不仅具有较好的热学性能以及力学性能，而且工艺要求较低、操作简便、易于控制、且对环境友好、适合工业化大生产的可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法。