[发明专利]一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法，采用溶胶凝胶法，具体步骤如下：

(1) 将芳香族二酐与芳香族二胺溶于非质子性极性溶剂中，控制固含量为20%~40%，在室温下搅拌2~8小时，制备前驱体聚酰胺酸齐聚物溶液A；

(2) 在室温下向步骤(1)所得的聚酰胺酸齐聚物溶液A加入六（4-氨基苯氧基）环三磷腈，搅拌 4~10小时，适时补加非质子性极性溶剂以保持反应体系的固含量在5%~10%，将所得聚合物溶液置于模具中室温下静置老化24~48小时形成凝胶，再加入脱水剂与缚酸剂作为催化剂，在室温下进行亚胺化24~48小时后得到聚酰亚胺湿凝胶B；

(3) 将步骤(2)所得聚酰亚胺湿凝胶B采用超临界CO₂干燥或冷冻干燥的方式，即可获得所需的聚酰亚胺气凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的芳香族二酐为（PMDA）、（BPDA）、（ODPA）、（6FDA）、（BTDA）、（TODA）、(BODA)、（BPADA）、(BAFDA)、(DODA)及(TMDA)中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的芳香族二胺为（PDA）、（ODA）、（BPA）、（SDA）、( DDS)、（DDB）、（DADB）、（DDBB）、（DDBZ）、（DDBA）、（FDDB）、（FDDBB）、（FABA）、（FBZ）及（FOBA）中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中非质子性极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的六（4-氨基苯氧基）环三磷腈为

。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的脱水剂为乙酸酐，缚酸剂为吡啶、三乙胺、异喹啉中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述芳香族二酐：芳香族二胺：六（4-氨基苯氧基）环三磷腈：脱水剂：缚酸剂的摩尔比为：(n+1)： n： 2/6~(2/6)*3： (n+1)*6~(n+1)*30：(n+1)*6~(n+1)*30，其中n为5~30中的任意整数。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的超临界CO₂干燥，其步骤为利用丙酮置换聚酰亚胺湿凝胶中的非质子性极性溶剂，然后利用超临界CO₂干燥方式除去丙酮，获得聚酰亚胺气凝胶。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述干燥方法为冷冻干燥，其步骤为利用叔丁醇与甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丙酮及水的混合溶剂M置换聚酰亚胺湿凝胶中的非质子性极性溶剂及催化剂，最后用叔丁醇的纯溶剂进行溶剂置换得到以叔丁醇为溶剂的聚酰亚胺湿凝胶，在-50℃~20 ℃之间进行干燥得到聚酰亚胺气凝胶，其中，混合溶剂M中叔丁醇的体积分数为0%~100%。