[发明专利]一步法制备聚酰亚胺开孔泡沫的方法及产品

说明书

本发明公开了一种一步法制备聚酰亚胺开孔泡沫的方法及产品，制备方法包括以下步骤：步骤一：按比例将相应质量的有机酸助剂溶于二酸二酯的极性溶剂溶液中，搅拌均匀得到发泡料浆A；步骤二：将催化剂、泡沫稳定剂和发泡剂按比例混合均匀，得到发泡料浆B；步骤三：称量相应质量的多异氰酸酯为发泡料浆C；并将发泡料浆C保持与发泡料浆A和发泡料浆B相同的温度；步骤四：将发泡料浆A、发泡料浆B和发泡料浆C混合，得到聚酰亚胺泡沫中间体；步骤五：将聚酰亚胺泡沫中间体脱模，并置于鼓风干燥箱中，然后将鼓风干燥箱升温至170～200℃，得到聚酰亚胺开孔泡沫。本发明具有能够有效提高吸声性能、简化生产工艺流程以及降低生产成本的特点。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，特别是一种一步法制备聚酰亚胺开孔泡沫的方法及产品。

背景技术

泡沫材料的性能在很大程度上取决于其孔隙结构。例如，开孔结构具有复杂的内部通道和高比表面积，常用于催化、吸收。闭孔泡沫体内部含有大量的气体，常用于抗冲击和阻隔热量传递。在吸声领域，多孔泡沫材料得到了广泛的应用，其中开孔泡沫材料占有主导地位。由于其高孔隙率和孔隙间的相互渗透作用，入射声波可以容易有效地进入泡沫体的深层，使表面反射减弱，普遍在中高频处具有较好的吸声性能。三聚氰胺是一类三嗪类含氮杂环有机化合物，由于其开孔结构以及三维骨架网格结构，近年来在吸声领域中崭露头角。此外，在类似于蜂窝的三维网格结构中，细的软网络骨架的振动和变形导致额外的能量损失，这进一步提高了三聚氰胺泡沫的吸声性能。

作为一种新型的聚合物泡沫材料，聚酰亚胺泡沫材料具有耐高低温、绝热等性能，是一种基本理化性能更加优异的聚合物多孔吸声材料，有着更加广泛的应用领域。然而，受其发泡工艺及基体料浆粘度的影响，现阶段研制的轻质聚酰亚胺泡沫多为闭孔或半开孔结构，声波不易进入泡沫内部，空气振动流动性差，难以被消散掉。根据多孔材料吸声基本原理，如果能够制备一种具有或接近于三聚氰胺泡沫的三维骨架网状结构的聚酰亚胺开孔泡沫材料，将有效提升聚酰亚胺泡沫的吸声性能及应用领域。同时，如果能够进一步的在保证轻质聚酰亚胺泡沫绝热性能的同时，使其吸声性能得到有效提高，将为聚酰亚胺泡沫材料领域带来重大变革。

目前，在关于聚酰亚胺泡沫材料的研究中，CN 101402743公开了一种聚酰亚胺泡沫及其制备方法，由芳香二酐和/或芳香酸酯、低分子醇、催化剂、表面活性剂按比例混合在极性溶剂中反应形成泡沫前体溶液,前体溶液与异氰酸酯在模具内反应,自由发泡形成泡沫中间体,再经过微波辐射或/和烘箱加热固化后得到固体聚酰亚胺泡沫，其在125～4000Hz范围内平均吸声系数为0.38～0.51，导热系数为0.040～0.048W/(m·K)。CN108948409 A公开了一种吸声聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，通过添加有机吸声材料的方式，以芳香二酐和异氰酸酯为主要原料制备得到吸声聚酰亚胺泡沫材料，其降噪系数为0.6～0.7，对2000Hz以后的高频区间吸声性能没有介绍，导热系数为0.035～0.045W/(m·K)。CN 109929107A公开了一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料及其制备方法，材料吸声曲线在100～1000Hz的斜率达到1.0～1.40kHz^-1，但是吸收峰值处吸声系数只有0.8～0.9，1000～6300Hz范围内吸声系数也仅仅稳定在0.8～0.9，相比于三聚氰胺泡沫吸声性能存在较大差距。与此同时，复杂的设计及生产工艺，不但使制备过程更加繁琐，同时材料的密度大幅度提升，密度在70～140kg/m³，大大增加了生产成本，无法满足应用装备的轻量化需求。因此，现有的技术存在着吸声性能不佳、生产工艺繁琐以及生产成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种一步法制备聚酰亚胺开孔泡沫的方法及产品。本发明具有能够有效提高吸声性能、简化生产工艺流程以及降低生产成本的特点。

本发明的技术方案：一步法制备聚酰亚胺开孔泡沫的方法，包括以下步骤：

步骤一：按比例将相应质量的有机酸助剂溶于二酸二酯的极性溶剂溶液中，搅拌均匀得到发泡料浆A；