[发明专利]一种轻质柔性耐高温隔热聚酰亚胺泡沫及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种轻质柔性耐高温隔热聚酰亚胺泡沫及其制备方法和用途，属于先进材料技术领域。该聚酰亚胺泡沫是由二胺、二酐为原料制备而得；所述制备的方法为二胺和二酐反应得到聚酰亚胺前驱体后，将前驱体预热、微波发泡、固化而得；所述预热为取1～1000g前驱体粉末用100～1000W微波预热，所述微波发泡为用100～2000W微波发泡。本发明通过结合微波辅助发泡和固化工艺的手段，得到一种具有轻质柔性、耐高温、优异隔热性能的聚酰亚胺泡沫。本发明方法具有快速节能、工艺稳定、所得泡孔质量均匀、泡沫综合性能好的优势。本发明泡沫材料可用于航空航天、交通运输、电子电气、核电装备、新能源等领域，制备缓冲减震、隔热吸声、包装保温材料，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于先进材料技术领域，具体涉及一种轻质柔性耐高温隔热聚酰亚胺泡沫及其制备方法和用途。

背景技术

聚合物泡沫由于其低密度、优异的隔热和隔音性能、良好的弹性和高比强度等特点，在日常生活中被广泛使用。其中，芳香族聚酰亚胺泡沫在其分子链中含有苯环和亚胺环，因此它们具有特殊的机械性能(如压缩和冲击性能、机械柔性等)，热性能(即热稳定性、耐高低温、本征阻燃特性、隔热性等)，以及突出的耐化学性(耐腐蚀性、耐辐射性等)，已经引起了众多工业部门的兴趣。很多研究致力于开发具有高热稳定性和机械强度的聚酰亚胺泡沫，但这往往会导致其表观密度高、机械弹性和隔热性能差，从而影响其在隔热保温、缓冲减震领域的应用。同时，轻质柔性聚酰亚胺泡沫由于其卓越的机械柔韧性、缓冲和减震性、优异的隔热性能和阻燃性能，已被广泛用于缓冲减震、隔热吸声、包装和保温隔热等领域。因此，开发芳香族柔性聚酰亚胺泡沫正引起研究人员的兴趣，以适应其在航空航天、军事舰船、能源和高铁汽车等诸多高科技领域应用的严格要求。

迄今为止，人们提出了几种方法，如粉末发泡法、微球发泡法、糊发泡法以及基于异氰酸酯的发泡方法来制备轻质柔性聚酰亚胺泡沫，其中粉末发泡方法因其实施的可行性而被广泛采用。文献(Weiser,E.S.；Johnson,T.F.；St Clair,T.L.；Echigo,Y.；Kaneshiro,H.；Grimsley,B.W.Polyimide foams for aerospace vehicles.High Perform Polym2000,12(1),1-12,DOI:Doi10.1088/0954-0083/12/1/301.)以3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚为原料，采用前驱体粉末发泡法制备了密度为32kg/m³，热导率较高为0.0440W/mK的TEEK-LL系列聚酰亚胺泡沫。文献(许云汉.高耐热聚酰亚胺泡沫的结构与性能.2019)采用热压机粉末发泡法制备了密度为20-60kg/m³之间的聚酰亚胺泡沫，当密度为20kg/m³时，泡沫的10％压缩强度仅为11KPa，压缩回弹率为43.0％，玻璃化转变温度为263.8℃，初始热分解温度为552.6℃。