[发明专利]一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法

说明书

本发明涉及聚酰亚胺材料的制备领域，尤其是一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法。本发明的一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法，采用低沸小分子做致孔剂，利用喷雾干燥法制备聚酰亚胺微球，PAA溶胶在适当的温度下通过喷雾干燥器喷射出去，在热空气流作用下短时间内发生物理和化学变化，形成细小液态空心微球，固化得到的空心微球；该制备方法简单高效，重复性高，降低产业化成本的同时，也保证了产品的高产率，无污染，制备的聚酰亚胺中空微球粒径大约为5‑20μm。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺材料的制备领域，尤其是一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是指分子结构中含有酰亚胺基团的一类聚合物，根据分子结构单元的不同类型进行分类，则可分为脂肪型聚酰亚胺和芳香型聚酰亚胺。微米级材料越来越引起人们的广泛关注，其在航空航天、光电材料及医学器械等方向上均有着潜在的应用。

聚酰亚胺微球由于既有着聚合物微球比表面积大、吸附性强及凝集作用大的特性，又表现出了聚酰亚胺出色的耐热性、较高的机械强度、优良的介电性能等特点，因此聚酰亚胺微球有着更加广阔的应用前景。而对于聚酰亚胺微球的制备方法主要有悬浮聚合、分散共聚合法、自组装法等制备方法。目前制备微球的方法存在能耗高且生产工艺复杂，污染大的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法，工艺简单、生产成本低、制备效率高、无污染、制备的聚酰亚胺中空微球粒径大约为5-20μm。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种聚酰亚胺泡沫中空微球制备方法，包括如下步骤：

（1）在25-35℃下，将二胺溶于高沸点质子惰性的溶剂中，二胺溶解之后，按照二胺与四羧酸二酐重量比为（6-12）：（7-16）称取四羧酸二酐，在搅拌的情况下，重量比1:3:6分批次将四羧酸二酐加入到分散有二胺的高沸点质子惰性的溶剂中进行聚合，聚合得到聚酰胺酸溶液，聚合得到聚酰胺酸溶液的固含量为10-30%；

（2）搅拌步骤（1）制得的聚酰胺酸溶液，搅拌过程中将低沸小分子加入到聚合好的聚酰胺酸溶液中，使低沸小分子与聚酰胺酸溶液混合均匀，备用；

（3）将步骤（2）中混合均匀的溶液放入物料桶中，备用;

（4）启动喷雾干燥机的风机和加热器，进口温度设置为80-150℃，出口温度设置为65-85℃，蠕动泵的转速设置为5-10r/min，待出风温度达到设定值时，开启蠕动泵自动；

（5）步骤（4）设置完成后，向喷雾干燥机中放入步骤（3）的盛有混合均匀的溶液的物料桶，通过喷雾干燥法初步得到聚酰亚胺微球PI；

（6）将步骤（5）中制得的聚酰亚胺微球PI进行高温处理，采用阶梯式的升温方式进行热亚胺化，其中，升温过程为：8-12min内从室温升到120-160℃，保温1h；然后在15-18min内从120-160℃升温至208-300℃，再次保温1h，自然降温至室温，即得聚酰亚胺微球PⅡ。

优选的，所述二胺为4,4-二氨基二苯醚、丙二胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一种或两种；所述四羧酸二酐为1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’---二苯酮四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐或4，4'-氧双邻苯二甲酸酐中的一种或多种组合。

优选的，所述高沸点质子惰性的溶剂为二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中的一种或多种组合。

优选的，所述高沸点质子惰性的溶剂的重量份数为70-200份。

优选的，所述低沸点小分子为二硫化碳、无水甲醇、丙酮、氯化锂中的一种或多种组合。

优选的，所述低沸点小分子的重量份数为18-22份。