[发明专利]一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，其特征在于：由芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性聚酰胺酸预聚物、催化剂、表面活性剂和助剂形成的泡沫前体溶液，与异氰酸酯经反应、固化得到的一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料。分子结构中间段为芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性段，侧链为芳香二酐和/或芳香酸酯与异氰酸酯形成的交联或/和线性段，其中，R是表1中的一种结构单元，R’是表2中的一种结构单元，R”是表3中的一种结构单元。

表1.R的结构

表2.R’的结构

表3.R”的结构

泡沫前体溶液中各组分用量以重量份计，配比如下：

芳香二酐和/或芳香酸酯       100份

芳香二胺                    0.001份～60份

芳香三胺                    0.001份～60份

极性溶剂                    50份～600份

催化剂                      0.01份～10份

表面活性剂                  0.5份～100份

低分子醇                    0.5份～75份

助剂                        0份～100份

泡沫前体溶液与异氰酸酯质量比例为1∶(0.5～1.5)。

2.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其制备方法如下：

(1)制备聚酰胺酸预聚物。在20℃～60℃、常压下，采用极性溶剂将芳香二胺和芳香三胺溶解于装有冷凝管、通有N₂的干燥四颈瓶中，磁力搅拌使其完全溶解，然后按芳香胺(二胺和三胺)与芳香二酐和/或芳香酸酯的摩尔比为1∶(1～2)缓慢加入芳香二酐和/或芳香酸酯，6小时～14小时后得到超支化/线性聚酰胺酸预聚物溶液，其中芳香二胺与及芳香三胺的摩尔比例为1∶(0.0001～10000)，超支化/线性聚酰胺酸预聚物具有如下结构：

(2)制备泡沫前体溶液。将剩余的芳香二酐和/或芳香酸酯、催化剂、表面活性剂、低分子醇、及助剂添加到上述预聚物溶液中，加热搅拌至恒温，可得到泡沫前体溶液。

(3)制备泡沫中间体。称取异氰酸酯，将泡沫前体溶液按比例与异氰酸酯快速搅拌0.05～2分钟，倒入预热的模具内反应形成泡沫中间体，其中泡沫中间体具有如下结构：

(4)制备充分酰亚胺化的聚酰亚胺泡沫材料。将泡沫中间体室温放置0.5小时～12小时，脱模后在微波炉和/或150℃～300℃的真空烘箱中固化定型0.5小时～10小时，得到充分酰亚胺化的改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料。

3.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的异氰酸酯是4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、萘基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、或异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或两种。

4.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的极性溶剂是六甲基磷酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N-氧化吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、或二乙二醇二甲醚中的一种。

5.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的催化剂是三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N’-二甲基吡啶、二甲基苄胺、N，N-二甲基十六烷基胺、三亚乙基二胺、N-乙基吗啉、双(二甲基胺基乙基)和三乙胺有机胺类催化剂中的一种分别与辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二丁基硫化锡和四丁基锡有机金属盐类催化剂中的一种的复合物；表面活性剂是PEG-12聚二甲基硅氧烷(DC-193)和AK系列有机硅油中的一种。

6.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的低分子醇是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、辛醇、糠醇、和低分子聚乙二醇中的一种或两种。

7.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的其它助剂是一氟三氯甲烷、1，1-二氯-1-氟代乙烷、二氟一氯乙烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1，1，3，3-五氟丁烷、1，1，1，-三氯乙烷、1，1-二氟乙烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、石油醚、水、全磷阻燃剂如甲基磷酸二甲酯、卤代磷酸酯阻燃剂如三氯丙基磷酸酯中的一种或两种。