[发明专利]一种含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉的制备方法，是由含苯并咪唑结构的二胺单体和芳香二酐单体在非质子溶剂中先合成分子量较高的聚酰胺酸，然后向聚酰胺酸中加入催化剂、脱水剂，再沉降，洗涤干燥得含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉。本发明制备的聚酰亚胺不仅具备优异的热稳定性能，同时还具有良好的溶解性，综合性能优良。

技术领域

本发明涉及一种高分子模塑粉的制备方法，具体涉及一种含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺具有优异的力学性能、机械性能，较好的耐溶剂性能、耐化学腐蚀性能和较高的热稳定性能，以及较小的热膨胀系数。模塑粉作为聚酰亚胺一种重要的应用形式，主要应用于模压成型制备聚酰亚胺零件，广泛应用于航空航天、电子电器、军事装备领域、汽车、通讯等尖端技术领域。但传统的聚酰亚胺存在难熔融、固化温度高、韧性差、加工性能不好等缺点。许多研究者通过引入柔性基团、不对称取代基或是大的侧基以及共聚的方法改善其溶解性能。但是这些方法在提高聚酰亚胺的溶解性能的同时也会导致聚酰亚胺热性能的降低。

聚酰亚胺一般是由二胺类单体和二酐类单体发生聚合反应制备得到。其中，二胺单体的结构对聚酰亚胺的性能影响很大，以苯并咪唑类二胺单体为原料制备的聚酰亚胺具有诸多优势，能够在提高聚酰亚胺热性能的同时，还改善其溶解性能。

中国专利CN110204719A公开了一种苯并咪唑取代的聚酰亚胺及制备方法、苯并咪唑取代的聚酰亚胺薄膜及制备方法和应用，该方法以6-氨基-2-(4-氨基苯)-1-(2-甲基苯)苯并咪唑和各种芳香二酐为原料在非质子溶剂中反应，得到苯并咪唑聚酰胺酸胶液(PAA胶液)，然后流延成膜，热亚胺化，得到咪唑结构的聚酰亚胺薄膜。此聚酰亚胺薄膜吸水率低，且在有机溶剂中的溶解性优异，但是得到咪唑结构的聚酰亚胺薄膜破坏了苯并咪唑的-NH-结构，不能形成氢键，从而热稳定性没有达到更大值。

中国专利CN101200822A公开了含苯并咪唑结构的聚酰亚胺纤维及其制备方法，该方法以2-氨基(4-氨基苯)-5-氨基苯并咪唑、4,4’-二氨基二苯醚二胺、均苯四甲酸二酐为原料在非质子溶剂中，15℃反应10小时，得到聚酰胺酸均相溶液，然后进行纺丝，热亚胺化，得到咪唑结构的聚酰亚胺纤维。此纤维的拉伸强度和耐热性能都得到了提高。此方法加入了第二种二胺：4,4’-二氨基二苯醚二胺，而4,4’-二氨基二苯醚二胺的热稳定性与2-氨基(4-氨基苯)-5-氨基苯并咪唑的热稳定性相差较大，因此加入4,4’-二氨基二苯醚二胺会使聚酰亚胺的耐热性能有所降低。

基于上述背景，本发明采用一种含苯并咪唑结构二胺单体与二酐单体制备了一系列含大侧基的新型聚酰亚胺模塑粉，该类聚酰亚胺模塑粉不仅提高聚酰亚胺良好的耐热性能，同时还具备优异的溶解性能，加工性能得到改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉的制备方法，在提高聚酰亚胺模塑粉的热稳定性的同时，溶解性能和加工性能得到改善。

本发明含苯并咪唑结构的耐热聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：含苯并咪唑结构的二胺单体和芳香二酐单体在非质子溶剂中进行聚合反应，得到分子量较高的聚酰胺酸溶液；

步骤2：在聚酰胺酸溶液中加入入催化剂和脱水剂，搅拌均匀，然后向体系中加入沉降剂沉降，用无水乙醇洗涤，热亚胺化得到聚酰亚胺模塑粉。

步骤1中，含苯并咪唑结构的二胺单体和芳香二酐单体的摩尔比为1:1.03～1:1.07。

步骤1中，所述含苯并咪唑结构的二胺单体的结构通式如下：