[发明专利]改性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，其由包括如下重量份的原料制备得到：

其中，所述阻燃剂为氮掺杂石墨碳包覆的中空氧化铁/氧化镍复合物。

2.根据权利要求1所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述氮掺杂石墨碳包覆的中空氧化铁/氧化镍复合物中，所述氧化铁和氧化镍的质量之和占比为60-70％，所述铁与镍的摩尔比为1:1-1.5；优选地，所述中空部分的直径为2-5μm。

3.根据权利要求1所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述芳香二酐为均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯甲酮四酸二酐、二苯醚四酸二酐、联苯基砜四羧酸二酐中的一种或多种；所述多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或多种；所述脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇中一种或多种。

5.根据权利要求1所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述泡沫稳定剂为聚醚硅氧烷、聚甲基硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷中的一种或多种；所述催化剂为异喹啉、三乙醇胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述氮掺杂石墨碳包覆的中空氧化铁/氧化镍复合物的制备方法包括：

(i)在磺化聚苯乙烯球表面原位生长Fe-MOF-74材料，得到Fe-MOF-74@PS；

(ii)以Fe-MOF-74@PS为核心，原位生长镍前驱体，得到具有核壳结构的镍前驱体；

(iii)将上述镍前驱体在氧气气氛下烧结，得到中空的氧化铁/氧化镍复合物；

(iiii)将上述氧化铁/氧化镍复合物与ZIF-8混合，氮气气氛下煅烧，得到氮掺杂石墨碳包覆的中空氧铁/氧化镍复合物。

7.根据权利要求6所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，步骤(i)中，所述磺化聚苯乙烯球与Fe-MOF-74的质量比为1:2-5；所述磺化聚苯乙烯球的粒径为2-5μm；步骤(ii)中，所述镍前驱体中，铁与镍的摩尔比为1:1-1.5；步骤(iiii)中，所述氧化铁/氧化镍复合物与ZIF-8的质量比为6-7:4.5-6。

8.根据权利要求6所述的改性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，步骤(iii)中，所述烧结的温度为700-750℃，烧结时间为8-12h；步骤(iiii)中，所述煅烧的温度为600-700℃，煅烧时间为4-8h。

9.根据权利要求1-8任一项所述的改性聚酰亚胺泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将芳香二酐在极性溶剂中于80-100℃，搅拌溶解，然后加入脂肪醇在60-80℃回流反应，得到溶液；

(2)向上述溶液中加入去离子水、泡沫稳定剂和催化剂，于50-80℃搅拌分散，然后加入阻燃剂，继续搅拌混合均匀，得到悬浮液；

(3)向上述悬浮液中加入多异氰酸酯，搅拌得到混合浆料，将该混合浆料倒入模具中进行自由发泡得到泡沫前体；

(4)将上述泡沫前体先于150-200℃加热发泡，然后于250-300℃进行亚酰胺化，得到改性聚亚胺泡沫材料。

10.权利要求1-8任一项所述的改性聚酰亚胺泡沫材料在航空航天领域的应用。