[发明专利]一种聚酰亚胺微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺微球及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺中空微球具有密度小、比表面积大、介电常数低、耐高温、耐溶剂、阻燃等突出的优点，被广泛用于催化、分离、隔热保温、填充、结构支撑等领域。因此，聚酰亚胺中空微球材料成为近年来聚酰亚胺研究领域的热点内容之一。

目前，聚酰亚胺中空微球的制备方法主要有模板法、再沉淀法、粉末发泡法等。Jia等以交联的磺化中空聚苯乙烯为模板，首先制备了聚酰胺酸中空微球，经过高温酰亚胺化，获得了平均直径为500nm左右的聚酰亚胺中空微球，(Materials Chemistry and Physics,2009,116,330-334)。Ishizaka等利用微乳液再沉淀法制备了平均直径为300nm的聚酰亚胺中空球(ChemistryLetters,2012,41,221-223)。申请号为201410019510.3的中国专利选用无皂乳液聚合方法首先制备了聚合物微球，并以聚合物微球为模板采用溶胶-凝胶法制备出聚合物/TiO₂核壳复合粒子；去除聚合物核体之后，获得空心TiO₂纳米球；将空心TiO₂纳米球表面叠氮化，通过“点击”反应将端炔基聚酰亚胺接枝在TiO₂纳米球表面，最终获得TiO₂/聚酰亚胺中空纳米球。申请号为201410377232.9的中国专利首先利用聚吡咯包覆聚苯乙烯复合微球，然后以灼烧后中空球的碳骨架为中空模板制备了聚酰胺酸中空纳米球，最后经酰亚胺化制备了直径为300-500nm的聚酰亚胺中空球。

现有技术提供的这些方法制备聚酰亚胺中空微球步骤繁琐，不利于工业化生产，并且尺寸为纳米级，适用于纳米反应器、药物载体等领域。美国国家航空航天局的Weiser等利用粉末发泡法制备了聚酰亚胺中空微球，并用做蜂窝增强材料，但是该聚酰亚胺中空微球抗压强度差，极易碎。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺微球及其制备方法，本发明提供的方法制备得到的聚酰亚胺微球密度小、抗压性能、耐热性能好，并且与树脂具有良好的界面结合能力。

本发明提供了一种聚酰亚胺微球的制备方法，包括：

将芳香二酐、脂肪醇类化合物、醚类化合物、芳香二胺和泡沫稳定剂混合，得到混合物；

将所述混合物浓缩后粉碎，得到前体粉末；

将所述前体粉末依次经过发泡和酰亚胺化，得到聚酰亚胺微球；

所述芳香二胺包括式I～式V任意一种或几种所示结构的化合物：

优选的，所述芳香二酐包括3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、六氟二酐、3,3',4,4'-三苯双醚四甲酸二酐和3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐中的一种或几种。

优选的，所述芳香二胺还包括3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、2,6'-二氨基吡啶、4,4'-二氨基二苯甲酮和4,4'-二氨基二苯砜中的一种或几种。

优选的，所述脂肪醇类化合物包括碳原子数为1～10的醇类化合物。

优选的，所述醚类化合物包括四氢呋喃、甲基叔丁基醚、二氧六环和乙二醇二甲醚中的一种或几种。

优选的，所述泡沫稳定剂包括聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷或氟碳表面活性剂中的一种或几种。

优选的，所述芳香二酐、芳香二胺、脂肪醇类化合物和醚类化合物的摩尔比为1:(0.95～1.05):(5～13):(8～20)；

所述泡沫稳定剂在所述芳香二酐、芳香族二胺和泡沫稳定剂总质量中的质量百分比为0.5％～20％。

优选的，所述发泡的温度为100℃～250℃。

优选的，所述酰亚胺化的温度为280℃～400℃。

本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的聚酰亚胺微球。