[发明专利]一种超疏水聚酰亚胺泡沫及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水聚酰亚胺泡沫及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明中的超疏水聚酰亚胺泡沫包括以下质量份数的组分：芳香二酐80‑120份、极性溶剂20‑90份、含氢硅油5‑100份、低分子醇5‑20份、聚醚改性硅油5‑20份、催化剂5‑10份、多异氰酸酯150‑300份。与现有技术的相比，本发明疏水性能优异，耐热性、稳定性、阻燃性都较好，同时工艺流程简单，有利于工业化生产和推广。

技术领域

本发明涉及一种超疏水聚酰亚胺泡沫及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚酰亚胺泡沫因其优良的阻燃性能、绝热性能、隔音性能、低烟低毒性能，在国际上广泛被用于舰船、航母、潜艇、飞行器作为绝隔热和隔音材料。

异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫塑料是通过芳香二酐或芳香酸酯在催化剂的存在下发生缩聚反应，利用产生的低分子物，如二氧化碳，作为发泡剂制得的一种热固性聚酰亚胺泡沫塑料。由于在工艺过程中采用室温自由发泡，并对原材料的纯度要求较低因此具有非常明显的工业化生产优势。

作为隔热材料，如果其吸水，则会大大提高导热系数，降低隔热效果，失去隔热材料的作用。异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫的吸水率已经很低了，但是水还能渗透进泡沫内，在一些特殊环境下还一定程度上影响其使用效果。所以，提高其疏水性对于该材料的推广使用具有重大意义。

发明内容

为了解决前述问题，本发明提供一种超疏水的聚酰亚胺泡沫及其制备方法。

本发明中的超疏水聚酰亚胺泡沫包括以下质量份数的组分：芳香二酐80-120份、极性溶剂20-90份、含氢硅油5-100份、低分子醇5-20份、聚醚改性硅油5-20份、催化剂5-10份、多异氰酸酯150-300份。

所述芳香二酐为均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四羧基二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧基二酐、3,3’,4,4’-二苯砜四羧基二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐中的一种或几种。

所述极性溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃中一种或几种。

所述含氢硅油，含氢量为0.01-1.6%。含氢硅油的Si-H键中活泼氢可以和异氰酸酯中的-NCO基团在催化剂的作用下反应，形成Si-C键，在聚酰亚胺分子链中引入聚二甲基硅氧烷侧链，赋予制品的超疏水性能。

所述聚醚改性硅油作为泡沫稳定剂，为SiOC型硅油或SiC型硅油中的一种或两种的组合，起到匀泡和稳定泡沫的作用，让制品泡孔更均匀和细密。

所述催化剂为三乙醇胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月硅酸二丁锡中的一种或几种。

所述多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、亚甲基二甲苯二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯的一种或几种。

本发明中的超疏水聚酰亚胺泡沫的制备步骤如下：（1）将芳香二酐在反应釜里溶于极性溶剂中，然后按比例加入低分子醇，加热到80-120℃反应1-2小时，然后冷却到室温，再依次按比例加入含氢硅油、催化剂、聚醚改性硅油，搅拌均匀，得到泡沫前体；（2）将泡沫前体与多异氰酸酯通过搅拌或高压雾化碰撞混合均匀，倒入模具中发泡成型得到泡沫中间体；（3）将泡沫中间体置于微波炉中，用微波加热0.5-2小时，使其进一步固化，然后将泡沫置于红外烘箱中加热到150-300℃，0.5-2小时后得到成品。