[发明专利]一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法

说明书

本发明涉及一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法，属于高分子聚酰亚胺泡沫材料的制备技术领域。将芳香族二酐加入极性溶剂中，然后加入脂肪醇，加热反应；再加入催化剂、去离子水及泡沫稳定剂，得到前驱体溶液；以封端剂封端多异氰酸酯与前驱体溶液混合静置发泡，粉碎、干燥得到粉末；将粉末置于高压釜中，并升温加压后得到聚酰亚胺泡沫材料。该方法具有制备泡沫过程中溶剂挥发量少且可回收，适用于各种酸酐体系，制备成本低，易于实现规模化等特点。本发明制备的泡沫材料具有泡孔结构均匀、表观密度可调，耐温高、强度高，几乎不掉渣的特点。

技术领域

本发明涉及一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法，属于高分子聚酰亚胺泡沫材料的制备技术领域。

背景技术

聚酰亚胺泡沫材料具有优良的阻燃、耐高温、抗明火性能，是一类高性能泡沫材料。与其它类型的泡沫塑料相比较，其在使用过程中不产生有害气体，密度小，性能调节范围宽，易于安装和拆卸，已经作为隔热、降噪材料在国外取得到了广泛的应用。

目前，已经产业化制备聚酰亚胺泡沫材料的方法主要有两类，一类是基于芳香族二酐和芳香族二胺为主要原料的两步法，另一类是基于芳香族二酐和多异氰酸酯为主要原料的一步法。

通过两步法制备聚酰亚胺泡沫的酸酐主要有3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、以及2,3,3’4’-联苯四酸二酐(α-BPDA)等，两步法制备的泡沫产品由于原料成本高而限制其在民用领域的广泛应用，尤其是以两步法制备高密度的聚酰亚胺泡沫材料时在发泡过程中有机溶剂的挥发，缺点是不环保有毒性。

同两步法相比，一步法制备的泡沫产品性能虽不及两步法制备的泡沫，但其优点是工艺简单、易于实现工业化，从而更易实现大规模制备。

中国专利CN101402743A公布了一步法制备聚酰亚胺泡沫的方法，其由芳香二酐、低分子醇、催化剂、表面活性剂等按比例混合在极性溶剂中形成泡沫前体的溶液，然后再与异氰酸酯混合发泡，进一步通过微波处理和热处理得到聚酰亚胺泡沫。

中国专利CN104829835A公布了改进的一步法制备聚酰亚胺泡沫的方法，其首先利用芳香二酐在极性溶剂中与脂肪醇进行反应，将此衍生物与泡沫稳定剂、催化剂及水等其它助剂混合而得到发泡A组份，与其它现有技术不同，该专利中B组份为多元芳酐与异氰酸酯的反应产物。将A组份与B组份反应，再进一步热处理而得到聚酰亚胺泡沫。

上述方法中利用一步法制备聚酰亚胺泡沫，在制备过程中使用溶剂量大，且在后处理时难回收，对环境危害大；而使用均苯四甲酸酐(PMDA)为主要二酐的A组份则由于易结晶而往往导致制备的泡沫性能不佳，也难以用传统发泡设备进行发泡。此外，以上方法制备泡沫室温下压缩强度较低，属于软质开孔泡沫，在加热条件条件下易变软，当施加一定的压力后，泡沫形变较大，无法满足一些支撑结构的使用需求。

中国专利CN102964834A公开了一种利用PMR树脂制备硬质泡沫的方法，其利用封端剂的方法，首先制备低分子量的前驱体粉末或低分子量的聚酰亚胺，然后再加热继续交联反应，同时，在交联时释放一部分气体从而形成闭孔的聚酰亚胺泡沫。该方法制备的聚酰亚胺泡沫材料机械性能较好，但在制备过程中使用了价格昂贵的封端剂，成本较高，而且泡沫塑料固化温度较高，对聚酰亚胺泡沫的推广应用有一定限制。

中国专利CN102127225A公开了一种利用一步法制备硬质聚酰亚胺泡沫的方法，其主要步骤是将混合好的A液、B液注入模具，然后密封，在微波中定型及亚胺化。该方法对使用的模具有较高的要求，模具需耐高温、高压；且该方法制备的泡沫在开模时由于大量气体排出而极易出现开裂的现象，在后处理过程中则存在大量溶剂如何处理的问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法。

本发明的技术解决方案是：