[发明专利]一种含噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种分子主链上同时含有亚胺环、酰胺键和噁二唑结构的聚酰胺‑酰亚胺，并公开了制备方法：(1)将4‑氨基苯甲酰肼、非质子含氮极性有机溶剂、三乙胺加入反应容器中，然后在惰性气体保护下分批加入氯化偏苯三酸酐进行缩合反应，得到粘稠的淡黄色聚酰胺酸溶液；(2)将所述聚酰胺酸溶液稀释后进行真空喷雾干燥，得到聚酰胺酸粉末；(3)将步骤(2)得到的聚酰胺酸粉末进行热处理，即得到分子主链上同时含有亚胺环、酰胺键和噁二唑结构的聚酰胺‑酰亚胺。本发明的聚酰胺‑酰亚胺模压制品具有高强度、高耐温性、高尺寸稳定性、低吸水率等特性，具备在航空航天、军事装备、化工设备等复杂严苛环境条件下使用的优势。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种含噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺及其制备方法。

背景技术

聚酰胺-酰亚胺(简称PAI)是一种性能卓越的耐高温热塑性工程塑料，由于分子主链上同时含有耐热的酰亚胺基团和柔性的酰胺基团，PAI产品不仅具有聚酰亚胺的耐热性、低蠕变、高强度、高模量、耐溶剂等特性，同时还具有聚酰胺优异的力学性能及成型加工性能，可采用常规的注塑、挤出、模压等工艺进行成型加工，因此在航空航天、军事装备、化工设备、电子器械等领域应用广泛，具有广阔的发展前景。近年来，随着合成技术的不断发展，高性能、高附加值的PAI产品不断出现，其应用领域正在不断扩大。

专利CN102718979A与专利CN102585223A报道了两种新型PAI的制备方法，得到的PAI吸水率在0.25～0.3％，收缩率在0.6～0.7％，热变形温度不超过240℃。从分子结构上看，尽管酰胺键能够赋予PAI分子主链的柔性，使其具有良好的加工性能，但酰胺键的存在也会使PAI材料存在类似聚酰胺(PA)的一些缺点，如吸水率的提升以及热性能的下降，综合性能比不上聚酰亚胺(PI)，这也在一定程度上限制了它的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种含噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种含噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺，所述聚酰胺-酰亚胺的分子主链上同时含有无规分布于分子主链上。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的含噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

(1)将4-氨基苯甲酰肼、非质子含氮极性有机溶剂、三乙胺加入反应容器中，然后在惰性气体保护下分批加入氯化偏苯三酸酐(TMAc)进行缩合反应，得到粘稠的淡黄色聚酰胺酸溶液；

(2)将所述聚酰胺酸溶液稀释后进行真空喷雾干燥，得到聚酰胺酸粉末；

(3)将步骤(2)得到的聚酰胺酸粉末进行热处理，即得到分子主链上同时含有亚胺环、酰胺键和噁二唑结构的聚酰胺-酰亚胺。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，缩合反应温度为-5～30℃，反应时间为4～6h。TMAc与4-氨基苯甲酰肼的缩合反应放热，温度过高不利于反应朝正方向进行，但温度太低会降低TMAc在体系中的溶解度，且会降低整个体系的反应速率而延长反应时间，因此，选择合适的反应温度，需控制在-5～30℃之间。另外，随着反应时间的增加，分子链逐渐增长，分子量变大，但聚合时间过长会出现羧酸的再平衡反应而导致分子量的下降，因此，反应时间也需要合适，控制在4～6h。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，非质子含氮极性有机溶剂选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、六甲基磷酰胺中的至少一种；