[发明专利]聚酰胺酰亚胺泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种聚酰胺酰亚胺泡沫及其制备方法。

背景技术

聚酰胺酰亚胺是一类主链结构中同时含有耐热的酰亚胺环和柔性的酰胺基团的一类聚合物。聚酰胺酰亚胺兼有聚酰胺和聚酰亚胺的性能优点，具有优良的耐热性、介电性、机械性能和化学稳定性。聚酰胺酰亚胺的主链中含有的酰胺基虽然耐热性较聚酰亚胺有所降低,但酰胺基能使分子链的刚性降低,可溶性改善，从而改善聚合物的流变性能和加工性能。同时，聚酰胺酰亚胺具有优异的抗烧蚀性能以及高温、高频条件下的电磁性，因此可作飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。聚酰胺酰亚胺对金属有很好的粘接性能，适用于作漆包线漆、浸渍漆、薄膜、层压板材、涂层和粘合剂。另外，聚酰胺酰亚胺还可以制备模塑料，经模压制备各种齿轮、辊子、轴承等结构件。

除以上用途外，聚酰胺酰亚胺的一种重要用途是加工成泡沫材料，相较于聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯等传统泡沫材料而言，聚酰胺酰亚胺泡沫具有优异的阻燃性，难燃、低烟、无有害气体释放、耐辐射、耐化学腐蚀并能够在高温条件下使用。现有技术公开了多种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，如美国专利US4604409将芳香的二酐和脂肪的己内酰胺反应后，加入异氰酸酯反应，获得主链含有六个碳脂肪链的聚酰胺-酰亚胺泡沫材料。但该聚合物链中引入了大量的脂肪链结构，获得的泡沫材料的热稳定性差。

美国专利US4990543公开了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法：二异氰酸酯和偏苯三酸酐、酮酐聚合获得低聚物，在严格控制二氧化碳释放量的条件下，制备发泡的前体粉末。然后在230°C发泡。但该工艺前体粉末制备工艺复杂，发泡温度高。

美国专利US4960549公开了利用挤出设备制备聚酰胺-酰亚胺泡沫的方法。但是，该发泡工艺设备较为复杂且制得的泡沫材料密度高达300g/cm³，无法获得较低密度的软泡沫材料。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚酰胺酰亚胺泡沫，本发明提供的聚酰胺酰亚胺泡沫的工艺简单、密度低、且热稳定性高。

本发明提供了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，包括：

A）将偏苯三酸酐、发泡剂、催化剂和表面活性剂在溶剂中混合，得到第一溶液；

B）将第一溶液和多异氰酸酯溶液混合，搅拌、发泡，得到泡沫中间体；

C）将泡沫中间体亚胺化得到聚酰胺酰亚胺泡沫。

优选的，所述步骤A中溶剂选自N-甲基吡咯烷酮，N，N′-二甲基乙酰胺、N，N′-二甲基甲酰胺中的一种；

所述步骤A中发泡剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃和乙二醇甲醚中的一种或几种；

所述步骤A中催化剂选自三乙醇胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺、双（2-二甲氨基乙基）醚、Dabco33-LV、Dabco CS90、Polycat41、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二辛基锡和二乙酸二丁基锡中的一种或几种；

所述步骤A中表面活性剂选自低分子量聚乙二醇，DC5598、DC193、DC195、DC197、DC198、KH550、AK168、L620和L6900中的一种或几种。

优选的，所述第一溶液中偏苯三酸酐、溶剂、发泡剂、催化剂和表面活性剂的质量比为（100）：（100～300）：（5～28）：（0.02～10）：（5～40）。

优选的，所述多异氰酸酯溶液中多异氰酸酯和溶剂的质量比为1：（1～3）。

优选的，所述步骤B中第一溶液和多异氰酸酯溶液的质量比为1：（0.1～2）。

优选的，所述多异氰酸酯溶液中多异氰酸酯选自多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氢酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；

所述多异氰酸酯溶液中溶剂选自N-甲基吡咯烷酮，N，N′-二甲基乙酰胺、N，N′-二甲基甲酰胺中的一种。

优选的，所述步骤B中搅拌时间为10～30s，所述搅拌温度为25℃～30℃。

优选的，所述步骤B中发泡的时间为1～5min，所述发泡温度为25℃～30℃。

优选的，所述步骤C中亚胺化具温度为50℃～300℃，亚胺化的时间为3～5h。

本发明还提供了一种聚酰胺酰亚胺泡沫，由上述技术方案所述的制备方法制备得到。