一種聚酰亞胺泡沫的制備方法技術

本發明專利技術提供一種聚酰亞胺泡沫的制備方法為：二胺與二酐在有機溶劑中反應，得到發泡前體；所述二胺至少包括一種分子結構中包含芳雜環和苯環的二胺；將所述發泡前體加熱后，得到發泡塊；將所述發泡塊進行熱亞胺化處理，得到聚酰亞胺泡沫。本發明專利技術得到的聚酰亞胺泡沫玻璃化轉變溫度高，耐熱性好，機械性能良好，尤其是在高溫條件下依然能夠保持良好的機械性能。實驗結果表明，本發明專利技術得到的聚酰亞胺泡沫的壓縮強度為0.096~0.127MPa；玻璃化轉變溫度為290℃~320℃；5%熱失重溫度為510℃~530℃；在200℃下，所述聚酰亞胺泡沫體積壓縮到50%時，其壓縮強度為0.092~0.121MPa。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚酰亞胺材料領域，特別涉及聚酰亞胺泡沫的制備方法。
技術介紹
隨著“高分子”這類人工合成材料的出現，人們將“多孔材料”這ー概念引入到合成塑料エ業中，從而產生了現在我們隨處可用的各類泡沫塑料。相較于聚氨酷、聚こ烯、聚苯こ烯等傳統泡沫材料而言，聚酰亞胺泡沫具有優異的耐熱性能、高溫阻隔性、降噪性、抗沖擊性、尺寸穩定性、透波性能和阻燃性能，可作為隔熱、隔音和阻燃材料，在飛機、航天器、武器裝備、艦船、高速列車和汽車等領域應用。美國專利US 3249561公開的ー種聚酰亞胺泡沫塑料的制備方法，首先由單體ニ 酐和單體ニ胺聚合獲得聚酰胺酸，在聚酰胺酸的化學亞胺化過程中，加入可產生氣體的酸，在固化成型過程中產生CO或CO2等氣體，發泡成型，得到聚酰亞胺泡沫。美國專利US4305796中利用微波加熱聚酰胺酸酯鹽可以獲得高發泡低密度的聚酰亞胺泡沫塑料。美國專利US 6956066利用均苯四酸ニ酐和ニ異氰酸酯在酰亞胺化反應中產生CO2氣體，制備得到了低密度聚酰亞胺的泡沫材料。但是，上述方法獲得的聚酰亞胺泡沫材料的在高溫條件下機械性能差。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題在于提供ー種聚酰亞胺泡沫的制備方法，得到的聚酰亞胺泡沫高溫性能下機械性能好，耐熱性能好。本專利技術公開了ー種聚酰亞胺泡沫的制備方法，包括以下步驟(A) ニ胺與ニ酐在有機溶劑中反應，得到發泡前體；所述ニ胺至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺；(B)將所述步驟(A)得到的發泡前體加熱后，得到發泡塊；(C)將所述步驟(B)得到的發泡塊進行熱亞胺化處理，得到聚酰亞胺泡沫。優選的，所述步驟(A)中，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺為2，5_ ニ(4-氨基苯基)嘧啶、2，5-ニ(4-氨基苯基)吡啶、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑或2- (4-氨基苯基)-6-氨基苯并咪唑。 優選的，所述步驟(A)中，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺占ニ胺總摩爾量的20% 100%。優選的，所述步驟(A)中，所述ニ酐為均苯四甲酸ニ酐、4，4’ -聯苯四甲酸ニ酐、3，4’-聯苯四甲酸ニ酐、ニ苯醚四甲酸ニ酐、ニ苯甲酮四甲酸ニ酐、雙酚A型ニ苯醚ニ酐、三苯ニ醚四甲酸ニ酐和六氟ニ酐中的ー種或兩種。優選的，所述步驟(A)包括(Al)將ニ酐在低級脂肪醇中進行酯化，得到混合溶液；(A2)將ニ胺溶于有機溶劑后，與步驟(Al)得到的混合溶液反應，得到聚酰胺酸溶液；所述ニ胺至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺；(A3)將步驟(A2)得到的聚酰胺酸溶液濃縮干燥，得到發泡前體。優選的，所述步驟(A2)中，所述反應時間10-120min，反應溫度20-30° C。 優選的，所述步驟(A)中，所述ニ胺和ニ酐的總質量與有機溶劑的質量比為I :(2 10)。優選的，所述步驟(A)中，所述ニ胺和ニ酐的摩爾比為I :(0.5 2)。優選的，所述步驟(Al)中，所述ニ酐和低級脂肪醇的摩爾比I: (3 8)。優選的，所述步驟B)中，所述加熱溫度為12(Γ220° C，加熱時間為f 120min。與現有技術相比，本專利技術選用的原料ニ胺中至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺具有聯苯的線性、剛性和芳香性結構，與ニ酐反應并經過加熱發泡及熱亞胺化得到的聚酰亞胺泡沫玻璃化轉變溫度高，耐熱性好。所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺中的雜原子具有極性，最終形成聚酰亞胺泡沫時分子鏈間相互作用強，因此，其機械性能良好，尤其是在高溫條件下依然能夠保持良好的機械性能。實驗結果表明，本專利技術得到的聚酰亞胺泡沫的壓縮強度為O.096 O. 127MPa ;玻璃化轉變溫度為290°C 320°C ;5%熱失重溫度為510°C 530°C;在200°C下，所述聚酰亞胺泡沫體積壓縮到50%時，其壓縮強度為O. 092、. 121MPa，是室溫下聚酰亞胺泡沫體積壓縮到50%時壓縮強度的90%以上。具體實施例方式為了進一歩理解本專利技術，下面結合實施例對本專利技術優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進ー步說明本專利技術的特征和優點，而不是對本專利技術權利要求的限制。本專利技術實施例公開了ー種聚酰亞胺泡沫的制備方法，包括以下步驟(A) ニ胺與ニ酐在有機溶劑中反應，得到發泡前體；所述ニ胺至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺；(B)將所述步驟(A)得到的發泡前體加熱后，得到發泡塊；(C)將所述步驟(B)得到的發泡塊進行熱亞胺化處理，得到聚酰亞胺泡沫。在本專利技術中，以ニ胺和ニ酐為原料。所述ニ胺至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺優選為2，5- ニ(4-氨基苯基)嘧啶、2，5-ニ(4-氨基苯基)吡啶、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑或2-(4-氨基苯基)-6_氨基苯并咪唑。所述2，5-ニ(4-氨基苯基)嘧啶、2，5-ニ(4-氨基苯基)吡啶、2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑和2-(4-氨基苯基)-6-氨基苯并咪唑的化學式如下所/Jn ο本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚酰亞胺泡沫的制備方法，包括以下步驟：（A）二胺與二酐在有機溶劑中反應，得到發泡前體；所述二胺至少包括一種分子結構中包含芳雜環和苯環的二胺；（B）將所述步驟（A）得到的發泡前體加熱后，得到發泡塊；（C）將所述步驟（B）得到的發泡塊進行熱亞胺化處理，得到聚酰亞胺泡沫。

【技術特征摘要】
1.ー種聚酰亞胺泡沫的制備方法，包括以下步驟 (A)ニ胺與ニ酐在有機溶劑中反應，得到發泡前體；所述ニ胺至少包括ー種分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺； (B)將所述步驟(A)得到的發泡前體加熱后，得到發泡塊； (C)將所述步驟(B)得到的發泡塊進行熱亞胺化處理，得到聚酰亞胺泡沫。2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(A)中，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺為2，5-ニ(4-氨基苯基)嘧啶、2，5-ニ(4-氨基苯基)吡啶、2- (4-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑或2- (4-氨基苯基)-6-氨基苯并咪唑。3.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(A)中，所述分子結構中包含芳雜環和苯環的ニ胺占ニ胺總摩爾量的20°/Γ 00%。4.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(A)中，所述ニ酐為均苯四甲酸ニ酐、4，4’ -聯苯四甲酸ニ酐、3，4’ -聯苯四甲酸ニ酐、ニ苯醚四甲酸ニ酐、ニ苯甲酮四甲酸ニ酐、雙酚A型ニ苯醚ニ酐、三苯ニ醚四甲酸ニ酐和六氟ニ酐中的ー種或兩種。5....

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭海泉，陳文慧，杜志軍，邱雪鵬，高連勛，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：