[发明专利]水相合成聚酰胺-酰亚胺树脂的方法

说明书

本发明涉及水相合成聚酰胺‑酰亚胺树脂的方法，包括如下步骤：将对偏苯三甲酸与二胺类化合物分别或者混合后进行原材料的粒径细化处理；将经过粒径细化处理后的对偏苯三甲酸与二胺类化合物与水混合后，在搅拌下进行去氧充氮处理，进行第一程序控压升温反应，达到设定的第一温度后恒温反应1h～4h；保持压力，进行第二程序升温反应，达到设定的第二温度后再恒温反应4h～10h，即可得到聚酰胺‑酰亚胺树脂。本发明采用水相、低压法聚合，不使用催化剂及有机溶剂，且制得的PAI树脂性能较好。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体涉及水相合成聚酰胺-酰亚胺树脂的方法。

背景技术

聚酰胺-酰亚胺(简写为PAI)树脂是由酰亚胺环和酰胺键有规则交替排列的一类聚合物。它是一种非结晶的耐高温工程热塑性树脂，分子中同时具有耐热的芳杂亚胺基团和柔性的酰胺基团。PAI具有良好的尺寸稳定性和耐蠕变性、优良的耐热性、耐辐射性、介电性、机械性能好以及化学稳定性，是一种性能卓越的工程材料，在航空、航天、运输、化工设备以及电子工业等领域有广泛的应用。

PAI一般有以下几种合成方法：①二异氰酸酯法：以二异氰酸酯和偏苯三酸酐(TMA)为主要原料来制备；②芳香族四羧酸酐法：将以均苯四甲酸酐(PMDA)为代表的芳香族四羧酸二酐和含有酰胺基的芳香族二胺进行反应；③酰氯法：将偏苯三酸酐(TMA)及其衍生物和芳香族二胺或衍生物反应，先形成酰胺酸，在经过加热失去一个水分子形成含有亚胺基团的化合物。

但是以上制备方法均在有机溶剂中进行合成，有机溶剂通常采用N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺等极性非质子溶剂。通常可以涂布形成薄膜、胶黏剂或形成热固性制件。在这些过程中，有机溶剂一般都要通过蒸发去除，这样就导致反应成本高、反应周期长、环境污染大、产品中残留的高沸点有机溶剂不容易除尽，耗时又耗能。在完成合成后对树脂的固液分离时，不仅需要有大量的低沸点高挥发性的有机溶剂进行参与析出，又由于高沸点溶剂的自身化学结构的毒性特征，会对环境的破坏性和对人体神经系统的伤害性较大。因此在合成生产过程为保证安全生产和环境友好，需要有很大的设备、时间、人员和资金投入。

因此急需开发一种不使用有机溶剂的PAI液相合成方法。

发明内容

为了解决PAI合成过程中使用有机溶剂所带来的反应成本高、环境污染大、产品中残留的高沸点有机溶剂不容易除尽、耗时又耗能的技术问题，而提供水相合成聚酰胺-酰亚胺树脂的方法。本发明直接采用偏苯三甲酸与二胺类化合物作为聚合反应单体，并采用水相、低压法聚合，不使用催化剂，放弃高沸点溶剂作为反应介质和大量的低沸点高挥发性有机溶剂进行析出的使用，制得的PAI树脂性能较好。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

水相合成聚酰胺-酰亚胺树脂的方法，包括如下步骤：

(1)将对偏苯三甲酸与二胺类化合物分别或者混合后进行原材料的粒径细化处理；粒径细化后，可增加原材料单体的水溶性，进而进一步增加合成反应的概率和速率；

(2)将经过粒径细化处理后的对偏苯三甲酸与二胺类化合物与水混合后，在搅拌下进行去氧充氮处理，进行第一程序控压升温反应，达到设定的第一温度后恒温反应1h～4h；

保持压力，进行第二程序升温反应，达到设定的第二温度后再恒温反应4h～10h，冷却后从水中分离出产物即可得到聚酰胺-酰亚胺树脂，对分离出的水进行回收后再利用。第一程序加压升温反应在较低的温度下进行，主要是防止单体氧化；第二程序升温反应在较第一程序高的温度下进行，是为了达到合成反应的活化能，温度升高至100℃以上，水沸腾，反应设备内压力增大，反应过程中需控制压力。