[发明专利]一种聚酰亚胺气凝胶制品的常压干燥制备方法及应用

权利要求书

1.一种聚酰亚胺气凝胶制品常压干燥制备方法，其特征在于，首先以含有羧基结构或羟基结构的二元胺与含氟二元酐化合物聚合反应，接枝光敏基团，得到光敏的含氟聚酰亚胺前驱体溶液，然后通过浇铸、刮涂、3D打印、纺丝的成型方法，经紫外光辐照、溶剂置换、以及常压干燥得到。

2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺气凝胶制品常压干燥制备方法，其特征在于所述含有羧基结构或羟基结构的二元胺为3,5-二氨基苯甲酸、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯、4,4-二氨基二苯醚、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的至少一种或者几种；含氟二元酐为4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐；所述的光敏基团是：甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟基乙酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺气凝胶制品常压干燥制备方法，其特征在于得到光敏的含氟聚酰亚胺前驱体溶液包括如下步骤：

步骤1：在氮气条件下将含有羧基或羟基基团的二元胺以及其他二元胺化合物加入到极性非质子溶剂中，搅拌溶解，加入含氟二元酐进行缩聚反应，得到聚酰胺酸溶液，加热至高温进行亚胺化得到分子链含有羧基或羟基的聚酰亚胺；其中含有羧基或羟基基团的二元胺与其他二元胺的摩尔比为4:6-6:4，含有羧基或羟基基团的二元胺与其他二元胺和二元酐的摩尔比为1:0.94-1:1.04，含有羧基或羟基基团的二元胺与其他二元胺和二元酐的总质量占和含有羧基或羟基基团的二元胺与其他二元胺、二元酐和极性非质子溶剂总质量的10%-20%；

步骤2：在极性非质子溶剂中加入含光敏基团的丙烯酸酯单体、脱水剂、催化剂搅拌直至固体消失，然后加入到步骤1的聚酰亚胺溶液中，室温反应24h，经水中沉析、干燥得到光敏的含氟聚酰亚胺；其中丙烯酸酯单体是甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟基乙酯中的至少一种，脱水剂是二环己基碳二亚胺或1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，催化剂为4-二甲氨基吡啶；丙烯酸酯单体的摩尔量为含有羧基或羟基基团的二元胺的摩尔量的25-100%，所述的丙烯酸酯单体、脱水剂、催化剂的摩尔比是：10:10:1；

步骤3：将步骤2中得到的光敏聚酰亚胺溶解在极性非质子溶剂中，然后加入光引发剂，避光室温搅拌至溶解，得到聚酰亚胺前驱体溶液；所述的引发剂是：Irgacure-184、Irgacure-2959、Irgacure-651、Irgacure-369、Irgacure-907、Irgacure-1300、Irgacure-784、Irgacure-250、Irgacure-819、Irgacure819DW、Darocur-4265、DarocurBP、DarocurMBF、DarocurTPO、Darocur-1173中的至少一种，引发剂的用量为前驱体溶液总质量的0.5-2wt%，所述的前驱体溶液的固含量为5-30%。

4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺气凝胶制品常压干燥制备方法，其特征在于浇铸成型的过程具体包括：将光敏的含氟聚酰亚胺溶液直接倒入模具中，放置于紫外光源下进行固化以后，进行溶剂转换、常压干燥得到具有特定形状的聚酰亚胺气凝胶；模具的材质为聚丙烯、聚四氟乙烯、玻璃中的至少一种；浇铸液的深度小于等于5mm，紫外光辐照固化功率为0.3-3W·cm^-2，固化时间为1-3min。

5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺气凝胶制品常压干燥制备方法，其特征在于刮涂成型的过程具体包括：通过刮刀将光敏聚酰亚胺溶液涂布在基材上，刮刀与基材间的刮涂间隙为50～300μm，紫外光辐照固化功率为0.3-3W·cm^-2，固化时间为1-3min，溶剂置换，常压干燥得到聚酰亚胺气凝胶薄膜；基材是：玻璃板、聚丙烯、聚四氟乙烯中的至少一种。