一种含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法技术

本发明专利技术公开了含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，包括：（1）将碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物，溶于适量N-甲基吡咯烷酮中；（2）将有机二酐溶于适量N-甲基吡咯烷酮中，分三次加入到第（1）步溶液，在室温下继续搅拌，反应20h；（3）加入甲苯，连接分水器，升温到180℃，回流分水24h；（4）将反应液体加入到蒸馏水中，有固体析出，过滤后清洗、干燥。本发明专利技术利用碳硼烷结构具有很好的热稳定性和氧化稳定性，把碳硼烷结构引入到聚合物中，显著提高了聚合物的耐热性能，原理可靠，操作简便，具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，包括：（1）将碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物，溶于适量N-甲基吡咯烷酮中；（2）将有机二酐溶于适量N-甲基吡咯烷酮中，分三次加入到第（1）步溶液，在室温下继续搅拌，反应20h；（3）加入甲苯，连接分水器，升温到180℃，回流分水24h；（4）将反应液体加入到蒸馏水中，有固体析出，过滤后清洗、干燥。本专利技术利用碳硼烷结构具有很好的热稳定性和氧化稳定性，把碳硼烷结构引入到聚合物中，显著提高了聚合物的耐热性能，原理可靠，操作简便，具有广阔的市场应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及含碳硼烷结构的聚酰亚胺、酰亚胺低聚物的制备方法。
技术介绍
聚酰亚胺树脂基体(主要是热固成型的聚酰亚胺)是迄今为止可以在加工性能、力学性能以及热氧化稳定性等方面达到最佳平衡的有机树脂基体。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，它的长期使用温度范围在-200~300°C，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。目前，航空航天领域急需更高服役温度的聚酰亚胺材料。20世纪60年代，美国研究人员合成出碳硼烷，该碳硼烷是由2个碳原子和10个硼原子形成的二十面体缺电子笼状结构化合物。这种笼状结构具有能量槽的作用，对相邻基团具有屏蔽作用，具有极高的热稳定性。在聚合物中引入碳硼烷基团，可以提高聚合物耐高温、耐氧化的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，利用碳硼烷结构具有很好的热稳定性和氧化稳定性，把碳硼烷结构引入到聚合物中，显著提高了聚合物的耐热性能，原理可靠，操作简便，具有广阔的市场应用前景。为达到以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案。现有技术中向聚酰亚胺中引入碳硼烷，是通过预先在聚酰亚胺中引入三键，再和葵硼烷反应的方法得到，所以只能得到含邻碳硼烷的聚酰亚胺。本专利技术以碳硼烷二胺为原料与有机二酐反应或者碳硼烷二胺与其他有机胺按不同比例混合，再与二酐反应，得到一系列含碳硼烷结构的聚酰亚胺或酰亚胺低聚物。所述碳硼烷二胺为二胺基苯基邻碳硼烷或二胺基苯基间碳硼烷。二胺基苯基邻碳硼烷的结构如下:【权利要求】1.含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，依次包括以下步骤: (1)在氮气保护下，将碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物，溶于适量N-甲基吡咯烷酮中，溶液浓度为0.1~I mmol/ml ； (2)在氮气保护下，将有机二酐溶于适量N-甲基吡咯烷酮中，溶液浓度为0.1~Immol/ml，在3 h内将有机二酐/N-甲基吡咯烷酮溶液分三次加入到第(I)步溶液中，加入过程中持续搅拌，碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物与有机二酐的摩尔比为I~5:1~5，在室温下继续搅拌，反应20 h ； (3)加入甲苯，连接分水器，升温到180°C，回流分水24 h； (4 )将反应液体加入到蒸馏水中，有固体析出，过滤后的固体分别用沸水和甲醇清洗，并在250 1:真空条件下干燥24 h，得到含碳硼烷结构的聚酰亚胺。2.如权利要求1所述的含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述碳硼烷二胺为二胺基苯基邻碳硼烷或二胺基苯基间碳硼烷。3.如权利要求1所述的含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述有机二胺是二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、双丙烷、3，3' - 二甲基-4，4/ -二氨基二苯甲烷、1，3-双(3-氨基苯氧基)苯中的一种。4.如权利要求1所述的含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述有机二酐是六氟二酐、均苯四酸二酐、3，3'，4，4'-联苯四酸二酐、3，3'，4，4' -二苯甲酮四酸二酐、3，3'，4，4' -二苯醚四酸二酐、2，2'-双丙烷四酸二酐、三苯二醚二酐、二氟均苯四甲酸二酐、环己烷四酸二酐、苯偏四甲酸二酐、双-(二羧基苯巯基)二苯砜二酐、二苯硫醚四酸二酐中的一种。5.如权利要求1所述的含碳硼烷`结构的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，在第(2)步骤中加入封端剂，最终得到酰亚胺低聚物。6.如权利要求5所述的含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述封端剂是降冰片烯二酸酐、马来酸酐、苯乙炔基苯酐、邻氨基苯乙炔中的一种。【文档编号】C08G73/10GK103881091SQ201410095995【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月15日 优先权日:2014年3月15日 【专利技术者】李云涛, 李辉, 岳杰, 赵春霞, 王斌 申请人:西南石油大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
含碳硼烷结构的聚酰亚胺的制备方法，依次包括以下步骤：（1）在氮气保护下，将碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物，溶于适量N‑甲基吡咯烷酮中，溶液浓度为0.1～1 mmol/ml；（2）在氮气保护下，将有机二酐溶于适量N‑甲基吡咯烷酮中，溶液浓度为0.1～1 mmol/ml，在3 h内将有机二酐/N‑甲基吡咯烷酮溶液分三次加入到第（1）步溶液中，加入过程中持续搅拌，碳硼烷二胺或碳硼烷二胺、有机二胺的混合物与有机二酐的摩尔比为1～5：1～5，在室温下继续搅拌，反应20 h；（3）加入甲苯，连接分水器，升温到180 ℃，回流分水24 h；（4）将反应液体加入到蒸馏水中，有固体析出，过滤后的固体分别用沸水和甲醇清洗，并在250 ℃真空条件下干燥24 h，得到含碳硼烷结构的聚酰亚胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李云涛，李辉，岳杰，赵春霞，王斌，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51