[发明专利]一种热固性聚酰亚胺及其应用

权利要求书

1.一种热固性聚酰亚胺，其特征在于通过以下步骤制备得到：

1）制备聚酰胺酸溶液：将 4，4’-二氨基二苯醚和/或3，4’-二氨基二苯醚与有机非质子溶剂混合，在室温、干燥的氮气气氛下搅拌至溶解完全，然后将2，3’，3’，4-联苯四甲酸二酐分次加入到二胺溶液中，在室温、氮气气氛下搅拌12～36 h得到具有一定粘度的聚酰胺酸溶液；

2）热亚胺化：将甲苯加入聚酰胺酸溶液中，在160～220 ℃、干燥的氮气气氛热回流 24～72 h，然后倒入工业乙醇溶液中析出沉淀，洗涤、抽滤，在150 ℃烘箱中干燥处理24～36h，即得聚酰亚胺低聚物；

3）交联：首先将多聚甲醛、有机非质子溶剂和水混合，在80 ℃、干燥的氮气气氛下搅拌至溶解完全，搅拌20～30 min即得多聚甲醛溶液；其次，室温条件下将聚酰亚胺低聚物和有机非质子溶剂混合，搅拌0.4～1.2h即得聚酰亚胺溶液；然后将聚酰亚胺溶液加入多聚甲醛溶液中，在50℃、干燥的氮气气氛下搅拌，反应10～30 min即得超支化聚酰亚胺溶液；

4）成膜及脱模：将超支化聚酰亚胺溶液常温抽真空脱气0.5～1 h，然后倒入玻璃基板上，从室温升温至60 ℃～80 ℃，并在温度为60 ℃～80 ℃下保温2～8 h，最后将超支化聚酰亚胺的玻璃基板放入热水中，使其从基板上脱落，使用蒸馏水将聚酰亚胺冲洗干净，在120 ℃干燥完全待用。

2.如权利要求1所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述2，3’，3’，4-联苯四甲酸二酐的摩尔量与4，4’-二氨基二苯醚和3，4’-二氨基二苯醚总摩尔量的比值为9：11～1：3，且分5～10次加入。

3.如权利要求1或2所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述4，4’-二氨基二苯醚与3，4’-二氨基二苯醚的摩尔比为0：1～1：0。

4.如权利要求1所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述多聚甲醛和水为化学支化点，其摩尔总量与聚酰亚胺低聚物摩尔量的比值为2.5：1～3：1；所述水的摩尔量为多聚甲醛的1.0 % ~ 2 %。

5.如权利要求1所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述有机非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、或N，N-二甲基乙酰胺中的一种。

6.如权利要求1所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述聚酰胺酸溶液的固含量为5～20%，超支化聚酰亚胺溶液的固含量为10～30%。

7.如权利要求1所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述热固性聚酰亚胺的回收：配置稀酸溶液和NaHCO₃溶液，将热固性聚酰亚胺浸泡在稀酸溶液中0.5～12 h，待其完全分解，逐滴加入NaHCO₃溶液至中性，过滤、洗涤得到浅黄色沉淀。

8.如权利要求7所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述稀酸溶液为HCl、H₂SO₄、CH₃COOH、HNO₃中的一种，浓度为0.1～18 mol/L。

9.如权利要求7所述的热固性聚酰亚胺，其特征在于所述NaHCO₃溶液的浓度为12～24mol/L。

10.如权利要求1所述热固性聚酰亚胺在实现复杂3D结构方面的应用，其特征在于将超支化聚酰亚胺剪切成大小均匀的丝带状样条，从室温升至100～300℃下保温10～20 min，预成型一定的形状；其次以有机非质子溶剂为粘结剂，拼接不同的部分，从室温升温至60℃～80 ℃保温2 h～8 h，继续将温度升至200 ℃～240 ℃，保温1 h～3 h。