[发明专利]一种阻燃聚酰亚胺的制备方法

说明书

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种阻燃聚酰亚胺的制备方法。聚酰亚胺薄膜的阻燃性有待进一步提高。基于上述问题，本发明提供一种阻燃聚酰亚胺的制备方法，在聚酰亚胺薄膜制备过程中添加有自制的阻燃改性剂，可以有效提高聚酰亚胺阻燃性的同时，进一步提升其力学性能、热学性能及光学性能。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种阻燃聚酰亚胺的制备方法。

背景技术

随着航空航天、国防军工、电子工业等产业的迅速发展，聚酰亚胺(PI)材料凭借其优异的机械性能、耐高温、耐化学腐蚀、阻燃性好等特点引起人们的广泛重视。PI是一类主链中含有酰亚胺环重复单元的有机高分子材料，结构丰富，通过分子结构设计与调控可以获得性能优异的PI材料。PI可以制成纤维、泡沫塑料、复合材料、分离膜等，应用于光刻胶、电光材料、微电子器件、医疗器械等产品。研究表明，在PI分子链中引入杂环单元，可以显著提升PI材料的机械强度、耐热性、尺寸稳定性等性能。

另一方面，PI虽然综合性能优异，不过传统的芳香性聚酰亚胺由于其主链上共轭芳环结构的存在易形成分子内和分子间电荷转移络合物，从而造成薄膜在可见光区的透光性较差并呈现特征黄色，无法满足光电显示基板材料对薄膜无色高透明性的要求。进一步提高阻燃性、高耐热、高透成为研究PI的新的方向。

此外，作为现代阻燃剂中的新起之秀，9,10-二氢-9-氧杂-10-杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物因结构中具有联苯、菲环、O＝P-O杂环结构，使其具有耐迁移、阻燃性能好，并克服了传统卤系阻燃剂分解释放有毒气体的缺点而成为磷系阻燃剂的研究热点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明采用含有杂环单元的DOPO衍生物结构作为PI的原料之一。本发明要解决的技术问题是：聚酰亚胺薄膜在其应用领域中的阻燃性不足，限制了其的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种阻燃聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

一种阻燃聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先制备聚酰胺酸溶液

室温下，将二胺单体和改性阻燃剂分散在有机溶剂中，然后缓慢加入二酐单体，所述二酐单体、二胺单体和改性阻燃剂的摩尔比为0.9-1.05:1:0.05-0.1，搅拌反应4-12h，即得到酰胺酸溶液；

(2)亚胺化

将得到的酰胺酸溶液搅拌分散均匀，然后在玻璃基材上流延成膜，惰性气体保护下，升温至200℃，保温反应8-12h，即得到阻燃聚酰亚胺薄膜。

作为优选，所述二胺单体为4,4-二氨基二苯醚、4,4-二氨基二苯酮、4,4’-二氨基苯，4,4’-二氨基联苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4-二氨基二苯甲烷、2,5-二(4-氨基苯)嘧啶中的一种或几种。

作为优选，所述二酐单体为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、单醚四酸二酐、三苯双醚四甲酸二酐、联苯醚二酐、乙二胺四乙酸二酐、双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、二甲酮四甲酸二酐中的一种或几种。

作为优选，所述改性阻燃剂结构式具体为：

作为优选，所述改性阻燃剂的制备方法包括如下步骤：

(1)将2-乙烯基-4-溴苯酚、DOPO加入到1,4-二氧六环中，随后加入AIBN，在70-80℃油浴8-12h，反应结束后，过滤，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物I；

所述2-乙烯基-4-溴苯酚、DOPO、1,4-二氧六环的用量比为：1mol：1.0-1.2mol：400mL；