[发明专利]一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，属于高分子合成方法领域。本发明先将二异氰酸酯、偏苯三酸酐、芳香族二酐和催化剂加入反应釜中，加温后恒温搅拌反应得预聚体，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体，再将泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡闭环固化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。本发明制备的聚酰胺酰亚胺泡沫材料同时具备了聚酰亚胺的耐高低温性、自阻燃性、聚酰胺强度高的特征和低成本廉价性，以及无溶剂反应和自反应产生CO₂的发泡技术，促进其在更多领域推广与应用。

技术领域

本发明属于高分子合成方法技术领域，涉及到一种无溶剂两步法制作聚酰胺酰亚胺泡沫的方法。

背景技术

聚合物泡沫由于密度低、质量轻等特点，常被应用于绝热、绝缘、隔音、减震等领域。常用的聚合物泡沫为以聚烯烃、聚氨酯和酚醛为材质的第一代和第二代聚合物泡沫，但这些材料的强度、耐温性、物理及化学稳定性、抗燃性等不能满足一些特殊领域的要求。

典型的聚酰亚胺是含有芳香环、芳杂环结构的聚合物，其在强度、耐高温/低温、绝缘、化学稳定、抗辐射、自阻燃、隔热、降噪等方面具有最佳综合性能，可用作合成纤维、粘合剂、涂层剂、薄膜、绝缘膜、模塑件、泡沫、复合材料基体树脂以及介电材料；尤其是其突出的高强度、高绝缘、绝热、耐高低温、抗幅射、自阻燃和易加工等性能，使其在航天、航空、航海、工程等领域中的材料制备等方面有着其他聚合物不可替代的地位。

因为聚酰亚胺的突出性能能够在以聚酰亚胺为材质的泡沫材料中保持下来，所以聚酰亚胺泡沫作为具有高强度、耐高温/低温、抗燃的第三代隔热、隔声的轻质材料，其已经拥有了广泛的应用。但是由于其原料及制作工艺和收率等因素，导致聚酰亚胺泡沫综合成本较高，不足以在民用市场得到更好的推广。

发明内容

针对传统的聚合物泡沫低性能低价格和聚酰亚胺泡沫高性能高价格的问题，本发明提供了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其为一种全新的、高性价比的绿色环保的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：

1)按照重量份数计，依次取168～250份二异氰酸酯，125～192份偏苯三酸酐，1～3份催化剂；

2)先将除催化剂以外的上述原料加入反应釜中，加温后恒温搅拌分散，然后加入催化剂并恒温搅拌控制反应得到预聚体，整个反应过程中不需要溶剂溶解反应，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体；

3)将上述泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡亚胺化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。

进一步地，所述步骤1)中，按重量份数计，称取0～113份芳香族二酐。

进一步地，所述二异氰酸酯与包括偏苯三酸酐和芳香族二酐的混合物摩尔比为100：(97-103)。

进一步地，所述步骤1)中，二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。

进一步地，所述步骤1)中，芳香族二酐为联苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐和二苯甲酮四羧酸二酐中的任意一种或几种的组合。

进一步地，所述步骤1)中，催化剂为3-甲基吡啶、3-乙基吡啶、吡啶、异喹啉和1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪中的任意一种或几种的组合。更进一步地，所述催化剂为1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪。

进一步地，所述步骤2)中，加温至135-175℃后，于200-800r/min的搅拌速度下进行恒温搅拌分散。