[发明专利]一种硬质聚酰亚胺泡沫结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：由芳香二酐和/或芳香酸脂、高分子醇、低分子醇、催化剂、表面活性剂按比例混合在极性溶剂中反应形成泡沫前体溶液，泡沫前体溶液中各组分含量为：芳香二酐和/或芳香酸脂100份，极性溶剂80-300份，高分子醇0.5-40份，低分子醇0.5-25份，催化剂0.01-30份，表面活性剂1-50份，各组分用量单位以质量份数计；

泡沫前体溶液与异氰酸酯在模具内按质量比例为1∶0.5-2的比例混合反应，并加压发泡形成泡沫中间体，再经过微波辐射定型和烘箱加热固化后得到硬质聚酰亚胺泡沫结构材料。

2.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述芳香二酐和/或芳香酸脂是：3，3’，4，4’-三苯二醚四酸二酐、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐、4，4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐、3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐、3，3’，4，4’-联苯四酸二酐、3，3’，4，4’-二苯砜四酸二酐、1，2，4，5-均苯四甲酸酐或酸酐与醇反应形成的二酸二酯。

3.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述极性溶剂是：N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、苯酚、甲酚、对氯苯酚、1，2，4-三氯代苯或邻二氯苯。

4.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述高分子醇是：聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000、聚乙二醇-8000、聚乙二醇-10000、聚乙二醇-20000或聚乙烯醇；所述低分子醇是：甲醇、乙醇、丙醇或正丁醇。

5.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述催化剂是：去离子水、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二辛基锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、三乙醇胺、三乙胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺或双(2-二甲氨基乙基)醚。

6.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料及其制备方法，其特征在于：所述催化剂是：去离子水、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二辛基锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、三乙醇胺、三乙胺、三乙烯二胺、三亚乙基二胺、双(2-二甲氨基乙基)醚等中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述表面活性剂是：DC 193、DC 198、DC 5098、DC 5103、DC 5598的DC系列硅油或AK-8803、AK-8805、AK-8811、AK-8832或AK-8866的AK系列硅油。

8.根据权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料，其特征在于：所述异氰酸酯是：多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、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或四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯。

9.制备如权利要求1所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料的制备方法，其工艺步骤如下：

a.制备聚酰亚胺泡沫前体溶液

将芳香二酐和/或芳香酸脂固体按质量份数比例投放于极性溶剂中，加热至90-140℃充分搅拌使其溶解，待固体全部溶解后，加入高分子醇反应10-50min，反应完全后，待溶液温度冷却至70-100℃时加入低分子醇反应5-30min，反应结束后待溶液温度降至50℃以下，再加入催化剂和表面活性剂后进行搅拌至室温，得到聚酰亚胺泡沫前体溶液；

b.制备硬质聚酰亚胺泡沫结构材料

将步骤a得到的聚酰亚胺泡沫前体溶液按1∶0.5-2的比例与异氰酸酯快速搅拌均匀，生成泡沫中间体溶液，待溶液开始发白后倒入预先准备好的模具中，进行室温加压发泡，得到聚酰亚胺泡沫中间体，并将带有模具的泡沫中间体放入微波设备中辐射定型，然后将泡沫中间体从模具中取出放入充氮烘箱中进行充分亚胺化，得到硬质聚酰亚胺泡沫结构材料。

10.根据权利要求9所述硬质聚酰亚胺泡沫结构材料的制备方法，其特征在于：所述进行室温加压发泡是在1-20MPa压强下发泡3-30min；所述泡沫中间体在微波设备中定型的压强为1-20Mpa，定型的时间为1-30min；所述泡沫中间体在充氮烘箱中进行充分亚胺化是在200-400℃的温度下进行熟化处理10-120min。