[发明专利]聚酰亚胺泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺技术领域，特别涉及一种聚酰亚胺泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是一种聚合物材料，具有良好的耐热性、耐辐射、耐腐蚀和良好的力学性能及电性能等特点，广泛应用于航空航天、军事和电子等领域。其中，聚酰亚胺经发泡而成的泡沫塑料为聚酰亚胺泡沫塑料。这种泡沫塑料不仅保持了聚酰亚胺的耐温性能，而且具有优异的高温阻隔性、降噪性、抗冲击性、尺寸稳定性和透波性能等特点。并且，聚酰亚胺泡沫塑料尤其具有良好的阻燃性能，离火即可熄灭，在燃烧过程中不产生有毒气体、无烟雾，可作为隔热、隔声和阻燃材料，如可作为飞机、航天器、武器装备、舰船、高速列车和汽车等领域应用的隔热隔音材料。

目前，现有技术已经公开了多种聚酰亚胺泡沫塑料的制备方法。根据所使用的聚合方法的不同，其主要分为两类：二酐和二胺聚合制备；二酐和异氰酸酯聚合制备。针对二酐和二胺聚合得到聚酰亚胺泡沫塑料的方法，已有多篇专利报道，其中有代表性的方法如美国专利US3249561公开的一种聚酰亚胺泡沫塑料的制备方法，该方法首先由单体二酐和单体二胺聚合获得聚酰胺酸，在聚酰胺酸的化学亚胺化过程中，加入可产生气体的酸，在固化成型过程中产生CO或CO₂等气体发泡成型，得到聚酰亚胺泡沫塑料。针对二酐和异氰酸酯聚合得到聚酰亚胺泡沫塑料的方法，也有多篇专利被公开，如美国专利US6956066利用均苯四酸二酐和二异氰酸酯在酰亚胺化反应中产生CO₂气体，制备得到低密度聚酰亚胺泡沫塑料。

但是，上述制备方法所获得的聚酰亚胺泡沫塑料普遍存在泡沫整体均一性差、泡沫孔径分布宽等缺点。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种聚酰亚胺泡沫塑料及其制备方法，该制备方法能改善聚酰亚胺泡沫塑料的泡孔均匀性。

本发明提供一种聚酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

1a）将二酐与低级脂肪醇混合后进行酯化反应，得到二酸二酯溶液；

1b）将所述步骤1a）得到的二酸二酯溶液与聚合单体胺及聚酰胺酸粉末混合，得到混合液；

1c）将所述步骤1b）得到的混合液浓缩后依次进行发泡、热亚胺化，得到聚酰亚胺泡沫塑料。

优选的，所述步骤1b）中，所述聚酰胺酸粉末的制备方法包括以下步骤：

2a）将二酐与低级脂肪醇混合后进行酯化反应，得到二酸二酯溶液；

2b）将所述步骤2a）得到的二酸二酯溶液与聚合单体胺混合，得到混合液；

2c）将所述步骤2b）得到的混合液浓缩后进行熔融聚合，经粉碎，得到聚酰胺酸粉末。

优选的，所述步骤2a）中，所述低级脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇或丁醇。

优选的，所述步骤2a）和2b）中，所述二酐、聚合单体胺与低级脂肪醇的物质的量之比为1:1：（6～12）。

优选的，所述步骤1b）中，所述聚酰胺酸粉末的质量是二酐与聚合单体胺质量之和的1%～5%。

优选的，所述步骤1b）中，所述聚酰胺酸粉末的目数为200目～300目。

优选的，所述步骤1b）中，所述混合在搅拌的条件下进行，所述混合的温度为20℃～30℃，所述混合的时间为10min～120min。

优选的，所述步骤1a）和1b）中，所述二酐、聚合单体胺与低级脂肪醇的物质的量之比为1:1：（4～8）。

本发明提供了一种聚酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

3a）将二酐、醇、催化剂、表面活性剂及聚酰胺酸粉末在极性溶剂中混合，得到泡沫前体溶液；

3b）将所述步骤3a）得到的泡沫前体溶液与聚合单体异氰酸酯混合，得到泡沫中间体溶液；

3c）将所述步骤3b）得到的泡沫中间体溶液依次进行发泡、热亚胺化，得到聚酰亚胺泡沫塑料。

本发明还提供了一种聚酰亚胺泡沫塑料，其由上文所述的制备方法制得。