[发明专利]一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2‑4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5‑5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5‑3.5h后，得到溶液B；步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO₂，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。本发明制备的聚酰亚胺泡沫不但成本低、柔韧性好、开孔率高，而且具有优异的热稳定性、优异的阻燃性、突出的介电性能，以及良好的化学稳定性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法。

背景技术

随着航空航天、航海等科技领域的飞速发展，传统泡沬塑料(如PS、PU、PVC等)在强度、刚度及耐热性等方面已无法满足使用要求，故硏制高性能泡沬塑料已成为该领域的硏究方向和热点。应用于航天航空领域以及军用舰船上的材料的特性是具有本质阻燃、环保无毒、耐受温度范围宽、导热系数低、耐辐照、质轻、易加工安装等优异的综合性能，可以在超高温、超低温、高盐雾、强噪声、强腐蚀、强辐射等极端条件下长期服役，具有极高的可靠性和质量保证。聚酰亚胺泡沫良好的综合性能使其倍受青睐，主要在于与其他泡沫材料相比，其拥有众多优异的特性：（1）优异的阻燃性：聚酰亚胺泡沫是自熄性聚合物，燃烧率低、发烟率低；（2）良好的机械性能：高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高耐磨性以及具有自润性等等；（3）优异的热性能：耐高低温、使用温度上下限较高以及耐辐照；（4）突出的介电性能：介电系数超低、耐电弧性；（5）良好的化学稳定性：不易溶于各类有机溶剂；（6）优异的施工性能：易切割，对人体无危害，施工过程无粉尘产生、无毒素挥发，安装修补工艺简便等。因此，聚酰亚胺泡沫拥有巨大的战略意义。

自60年代美国杜邦公司和孟山都公司发表聚酰亚胺相关专利以来，可以合成出聚酰亚胺的二酐与二胺单体多达300多种，而根据不同应用目的选择不同单体以及方法的话，目前已合成或已研究出的聚酰亚胺材料已达上千种。但是由于成本、质量、性价比以及规模生产、技术路线等因素影响，能够真正实现聚酰亚胺泡沫工业化的产品并不多。美国海军早已将聚酰亚胺泡沫应用到军用装备上。美国公司的聚酰亚胺泡沫研究以及工业化也一直走在世界前列。Inspec Foam公司生产的Solimide聚酰亚胺泡沫系列、NASA研发出的TEEK系列、DuPont公司的SF系列以及Monsanto公司生产的Skybond聚酰亚胺泡沫系列都已经被应用在美国海军船舶隔热保温材料以及民用船舶上。

美国杜邦公司专利US3249561最早公开了一种聚酰亚胺泡沫制备方法，该专利通过在聚酰胺酸溶液加入脱水剂，然后加入可产生气体的酸，经发泡后固化，得到聚酰亚胺泡沫，然而这种方法制备的泡沫孔径不均匀且化学发泡剂残留在泡沫中。

美国专利US4900761公开了一种通过聚酯铵盐粉末制备聚酰亚胺泡沫的方法，然而这种方法制备的产品柔韧性较差、且密度调节范围较窄。

中国专利CN101402743A公布了一种制备聚酰亚胺泡沫的方法，其由芳香二酐、低分子醇、僅化剂、表面活性剂等按比例混合在有机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，然而这种方法制备的泡沫柔韧性不佳且容易掉渣。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中的问题之一。

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该制备方法得到的的聚酰亚胺泡沫不但成本低、效率高、柔韧性好、开孔率高，而且具有优异的热稳定性、优异的阻燃性、突出的介电性能、良好的化学稳定性、优异的施工性能等。

本发明提供一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括: