一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，属于高分子合成方法领域。本发明专利技术先将二异氰酸酯、偏苯三酸酐、芳香族二酐和催化剂加入反应釜中，加温后恒温搅拌反应得预聚体，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体，再将泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡闭环固化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。本发明专利技术制备的聚酰胺酰亚胺泡沫材料同时具备了聚酰亚胺的耐高低温性、自阻燃性、聚酰胺强度高的特征和低成本廉价性，以及无溶剂反应和自反应产生CO2的发泡技术，促进其在更多领域推广与应用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法
本专利技术属于高分子合成方法
，涉及到一种无溶剂两步法制作聚酰胺酰亚胺泡沫的方法。
技术介绍
聚合物泡沫由于密度低、质量轻等特点，常被应用于绝热、绝缘、隔音、减震等领域。常用的聚合物泡沫为以聚烯烃、聚氨酯和酚醛为材质的第一代和第二代聚合物泡沫，但这些材料的强度、耐温性、物理及化学稳定性、抗燃性等不能满足一些特殊领域的要求。典型的聚酰亚胺是含有芳香环、芳杂环结构的聚合物，其在强度、耐高温/低温、绝缘、化学稳定、抗辐射、自阻燃、隔热、降噪等方面具有最佳综合性能，可用作合成纤维、粘合剂、涂层剂、薄膜、绝缘膜、模塑件、泡沫、复合材料基体树脂以及介电材料；尤其是其突出的高强度、高绝缘、绝热、耐高低温、抗幅射、自阻燃和易加工等性能，使其在航天、航空、航海、工程等领域中的材料制备等方面有着其他聚合物不可替代的地位。因为聚酰亚胺的突出性能能够在以聚酰亚胺为材质的泡沫材料中保持下来，所以聚酰亚胺泡沫作为具有高强度、耐高温/低温、抗燃的第三代隔热、隔声的轻质材料，其已经拥有了广泛的应用。但是由于其原料及制作工艺和收率等因素，导致聚酰亚胺泡沫综合成本较高，不足以在民用市场得到更好的推广。
技术实现思路
针对传统的聚合物泡沫低性能低价格和聚酰亚胺泡沫高性能高价格的问题，本专利技术提供了一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其为一种全新的、高性价比的绿色环保的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：1)按照重量份数计，依次取168～250份二异氰酸酯，125～192份偏苯三酸酐，1～3份催化剂；2)先将除催化剂以外的上述原料加入反应釜中，加温后恒温搅拌分散，然后加入催化剂并恒温搅拌控制反应得到预聚体，整个反应过程中不需要溶剂溶解反应，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体；3)将上述泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡亚胺化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。进一步地，所述步骤1)中，按重量份数计，称取0～113份芳香族二酐。进一步地，所述二异氰酸酯与包括偏苯三酸酐和芳香族二酐的混合物摩尔比为100：(97-103)。进一步地，所述步骤1)中，二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。进一步地，所述步骤1)中，芳香族二酐为联苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐和二苯甲酮四羧酸二酐中的任意一种或几种的组合。进一步地，所述步骤1)中，催化剂为3-甲基吡啶、3-乙基吡啶、吡啶、异喹啉和1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪中的任意一种或几种的组合。更进一步地，所述催化剂为1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪。进一步地，所述步骤2)中，加温至135-175℃后，于200-800r/min的搅拌速度下进行恒温搅拌分散。进一步地，所述步骤3)中，高温发泡的条件如下：190-260℃烘箱中，恒温发泡老化60-120min。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1.本专利技术在充分发挥高价聚酰亚胺的耐热性和自阻燃性的基础上，引入了价格低廉的聚酰胺(PA)结构，大大的降低了泡沫的综合成本，性价比高；2.本专利技术制备方法采用绿色环保合成技术，反应中不含溶剂。3.本专利技术将聚酰胺和聚酰亚胺结构完美结合，保证了泡沫的强度、回弹性、耐温性及自阻燃性等特征，这是传统的常温使用的泡沫所不具备的。4.本专利技术的发泡过程中不需加任何发泡剂，发泡剂为自身反应过程中产生的二氧化碳气体推动发泡，没有其它废气、废料产生，同时生产环境友好。总之，本专利技术制备的聚酰胺酰亚胺泡沫材料同时具备了聚酰亚胺的耐温性、自阻燃性以及聚酰胺的发泡稳定性、廉价性，促进其在更多领域推广与应用。附图说明图1为制备的聚酰胺酰亚胺泡沫材料的FT-IR图谱。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术技术方案作进一步详细说明。本专利技术的范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求的范围加以限定。本实施例的聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：1)按照重量份数计，依次取168～250份二异氰酸酯，125～192份偏苯三酸酐，0～113份芳香族二酐，1～3份催化剂；2)先将二异氰酸酯和偏苯三酸酐(和芳香族二酐)加入反应釜中，加温至135-175℃后，于200-800r/min的搅拌速度下进行恒温搅拌分散，然后加入催化剂并继续恒温搅拌反应得预聚体，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体粉料；3)将所得泡沫前驱体粉料平铺于模具中，高温发泡亚胺化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。优选的是，步骤1)中的二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。芳香族二酐为联苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、联苯四羧酸二酐和二苯甲酮四羧酸二酐中的任意一种。催化剂为3-甲基吡啶、3-乙基吡啶、吡啶、异喹啉或1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪中的一种或多种。二异氰酸酯与包括偏苯三酸酐和芳香族二酐的混合物摩尔比为100：(97-103)。实施例1：按照重量份数计，依次取250份二苯甲烷二异氰酸酯，192份偏苯三酸酐，3份1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪；先将二苯甲烷二异氰酸酯和偏苯三酸酐加入反应釜中，于温度为135-175℃，转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌3-5min，待偏苯三酸酐分散均匀后，再将催化剂加入反应釜，随后于温度135-175℃，转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌30-60min后，将釜内树脂趁热倒出，自然冷却至室温，然后利用粉碎机将冷却的固态树脂粉碎成泡沫前驱体，60目过筛备用。将所得泡沫前驱体平铺于模具中，将模具置于190-260℃烘箱中，恒温发泡老化60-120min，再将模具移出烘箱，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。实施例2：按照重量份数计，依次取174份甲苯二异氰酸酯，192份偏苯三酸酐，2份1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪；先将甲苯二异氰酸酯和偏苯三酸酐加入反应釜中，于温度为135-175℃，转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌3-5min，待偏苯三酸酐分散均匀后，再将催化剂加入反应釜，随后于温度135-175℃，转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌30-60min后,将釜内树脂趁热倒出，自然冷却至室温，然后利用粉碎机将冷却的固态树脂粉碎成泡沫前驱体，60目过筛备用。将所得泡沫前驱体平铺于模具中，将模具置于190-260℃烘箱中，恒温发泡老化60-120min，再将模具移出烘箱，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。实施例3：按照重量份数计，依次取168份六亚甲基二异氰酸酯，192份偏苯三酸酐，1份1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪；先将六亚甲基二异氰酸酯和偏苯三酸酐加入反应釜中，于温度为135-175℃，转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌3-5min，待偏苯三酸酐分散均匀后，再将催化剂加入反应釜，随后于温度135-175℃,转速200-800r/min的条件下，恒温搅拌30-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)按照重量份数计，依次取168～250份二异氰酸酯，125～192份偏苯三酸酐，1～3份催化剂；2)先将除催化剂以外的上述原料加入反应釜中，加温后恒温搅拌分散，然后加入催化剂并恒温搅拌控制反应得到预聚体，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体；3)将上述泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡亚胺化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)按照重量份数计，依次取168～250份二异氰酸酯，125～192份偏苯三酸酐，1～3份催化剂；2)先将除催化剂以外的上述原料加入反应釜中，加温后恒温搅拌分散，然后加入催化剂并恒温搅拌控制反应得到预聚体，然后倒出冷却并利用粉碎机将冷却的预聚体粉碎得泡沫前驱体；3)将上述泡沫前驱体平铺于模具中，高温发泡亚胺化后，静置自然冷却至室温，脱模，即得聚酰胺酰亚胺泡沫材料。2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，按重量份数计，称取0～113份芳香族二酐。3.根据权利要求2所述的一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯与包括偏苯三酸酐和芳香族二酐的混合物的摩尔比为100：(97-103)。4.根据权利要求1-3任意之一所述的一种聚酰胺酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种的组合。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱时昌，钱炜，葛俊华，
申请(专利权)人：溧阳华晶合成材料有限公司，溧阳华晶电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32