[发明专利]仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料及其制备方法，所述仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料的制备方法包括：将含咪唑类的芳杂环二胺溶解于溶剂中；将联苯二酐加入所述含咪唑类的芳杂环二胺溶液中；将一部分所述聚酰胺酸溶液与阻燃剂混合；将另一部分所述聚酰胺酸溶液浇注至碳纤维布上；将阻燃剂/聚酰胺酸复合溶液浇注至聚酰胺酸/碳纤维布复合材料上；将阻燃剂/聚酰胺酸/碳纤维布复合材料层层垒叠，热压成型再二次热亚胺化，得到仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料。通过本发明提供的制备方法制得的仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料具有良好的力学性能、形状记忆性能以及耐火阻燃性能，为智能高分子材料在高温环境中的应用奠定了基础。

技术领域

本发明涉及耐火阻燃材料技术领域，具体而言，涉及一种仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料及其制备方法和应用。

背景技术

形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)是一种能够响应热、光、电、磁或化学等外在刺激的智能材料，具有形状记忆效应的聚合物在赋形后可以保持一定的临时形状，并在外界刺激下回复到变形前的初始形状。具有形状记忆的聚酰亚胺(Shape MemoryPolyimide,SMPI)具有优异的形状记忆效应、热稳定性、耐辐射性和良好的机械性能，能够应用于传感器和可展开结构等领域。

聚酰亚胺(Polyimide,PI)属于自熄性材料，其极限氧指数高达38％，高温遇明火可发生碳化，无熔滴，离火自熄，无毒，是已经得到工业化的高分子材料中耐热性最好的品种，能够满足大部分领域的阻燃要求。但是在一些特殊领域，对PI的阻燃要求更为苛刻，因此为了满足在这些特殊领域的需要，需要对PI进行阻燃改性，以提高其耐火阻燃性能。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种耐火阻燃性能更好的仿珍珠母结构形状记忆聚酰亚胺耐火阻燃材料，提升形状记忆聚酰亚胺在阻燃领域的应用前景。

为解决上述问题中的至少一个方面，本发明提供一种仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、将含咪唑类的芳杂环二胺溶解于溶剂中，得到含咪唑类的芳杂环二胺溶液；

步骤S2、在保护气氛下，将联苯二酐加入所述含咪唑类的芳杂环二胺溶液中，反应96-120h，得到聚酰胺酸溶液；

步骤S3、将一部分所述聚酰胺酸溶液与阻燃剂混合，得到阻燃剂/聚酰胺酸复合溶液；

步骤S4、将另一部分所述聚酰胺酸溶液浇注至碳纤维布上，真空干燥，得到聚酰胺酸/碳纤维布复合材料；

步骤S5、将所述阻燃剂/聚酰胺酸复合溶液浇注至所述聚酰胺酸/碳纤维布复合材料上，真空干燥，得到阻燃剂/聚酰胺酸/碳纤维布复合材料；

步骤S6、将所述阻燃剂/聚酰胺酸/碳纤维布复合材料层层垒叠，热压成型，再进行二次热亚胺化，得到仿珍珠母结构SMPI耐火阻燃材料。

优选地，所述步骤S1中，所述含咪唑类的芳杂环二胺包括2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑。

优选地，所述步骤S2中，所述联苯二酐包括3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐，所述含咪唑类的芳杂环二胺与所述联苯二酐的物质的量比为1:1-1.01。

优选地，所述阻燃剂包括氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种。

优选地，所述阻燃剂为硅烷偶联剂改性阻燃剂，所述硅烷偶联剂包括KH550或KH560。

优选地，所述步骤S6中，所述热压成型条件为：在温度为175-185℃条件下保持5-15min，然后在温度为245-255℃条件下保持55-65min，压力为3-5MPa。