一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法。本发明专利技术采用溶胶凝胶的方法，即采用芳香族二元酸酐和芳香族二元胺为单体制备前驱体聚酰胺酸齐聚物，再以六（4‑氨基苯氧基）环三磷腈单体为交联剂形成交联型聚酰胺酸结构，静置老化得到聚酰胺酸湿凝胶，加入催化剂后进行亚胺化得到聚酰亚胺湿凝胶，通过溶剂置换并利用超临界CO2干燥或冷冻干燥的工艺，制备出轻质、隔热、高阻燃、热稳定性良好的交联型聚酰亚胺气凝胶材料，在航空航天隔热部件、建筑物保温层等领域具有重要的潜在应用价值。

Preparation of high flame retardant polyimide aerogels based on cyclophosphonitrile

The invention relates to a preparation method of high flame retardant polyimide aerogels based on cyclophosphonitrile. The invention adopts sol-gel method, that is, preparing the precursor polyamic acid oligomer by using aromatic two anhydride and aromatic two amino amine as monomer, then forming a cross-linked polyamic acid structure with six (4 amino phenoxy) ring three phthalonitrile monomer as cross-linking agent, and aging to polyamide acid hydrogel, then imidization is added to prepare polyimide wet gel. Solvent exchange and supercritical CO2 drying or freeze-drying process are used to prepare crosslinked polyimide aerogels with light weight, heat insulation, high flame retardance and good thermal stability. It has important potential application value in aerospace insulation parts, building insulation layer and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法
本专利技术属于气凝胶材料制备
，具体涉及一种低密度、低导热率、高阻燃性、耐高温型聚酰亚胺气凝胶的制备方法。
技术介绍
气凝胶是一类纳米多孔材料，具有连续的三维骨架网络、低密度、高孔隙率和高比表面积等特点，在隔热材料、隔音材料、催化剂载体、药物缓释材料、吸附材料和低介电材料等领域具有广泛的应用前景。聚酰亚胺作为特种工程塑料具有优异的综合性能，近些年，针对聚酰亚胺气凝胶的研究备受重视，以美国国家航空航天局为代表的科研机构对聚酰亚胺气凝胶开展了系统的研究，并表明其有望在航空航天飞行器的防/隔热系统、飞行器液氢与液氧储罐、潜艇声阻隔系统、空间飞行器行星际进入-减速-着陆系统、高超音速充气气动减速器用热防护系统、宇航服以及微带贴片天线等领域得到应用。2012年，美国国家航空航天局的Meador(MeadorMAB,etal.ACSApplMaterInterfaces,2012,4:536-544)等制备聚酰亚胺气凝胶的技术被著名科技杂志R&D评为当年全球100项具有重大创新意义的商品化技术之一，反映出聚酰亚胺气凝胶具有极大的应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法，采用溶胶凝胶法，具体步骤如下：(1) 将芳香族二酐与芳香族二胺溶于非质子性极性溶剂中，控制固含量为20%~40%，在室温下搅拌2~8小时，制备前驱体聚酰胺酸齐聚物溶液A；(2) 在室温下向步骤(1)所得的聚酰胺酸齐聚物溶液A加入六（4‑氨基苯氧基）环三磷腈，搅拌 4~10小时，适时补加非质子性极性溶剂以保持反应体系的固含量在5%~10%，将所得聚合物溶液置于模具中室温下静置老化24~48小时形成凝胶，再加入脱水剂与缚酸剂作为催化剂，在室温下进行亚胺化24~48小时后得到聚酰亚胺湿凝胶B；(3) 将步骤(2)所得聚酰亚胺湿凝胶B采用超临界CO...

【技术特征摘要】
1.一种基于环磷腈的高阻燃性聚酰亚胺气凝胶的制备方法，采用溶胶凝胶法，具体步骤如下：(1)将芳香族二酐与芳香族二胺溶于非质子性极性溶剂中，控制固含量为20%~40%，在室温下搅拌2~8小时，制备前驱体聚酰胺酸齐聚物溶液A；(2)在室温下向步骤(1)所得的聚酰胺酸齐聚物溶液A加入六（4-氨基苯氧基）环三磷腈，搅拌4~10小时，适时补加非质子性极性溶剂以保持反应体系的固含量在5%~10%，将所得聚合物溶液置于模具中室温下静置老化24~48小时形成凝胶，再加入脱水剂与缚酸剂作为催化剂，在室温下进行亚胺化24~48小时后得到聚酰亚胺湿凝胶B；(3)将步骤(2)所得聚酰亚胺湿凝胶B采用超临界CO2干燥或冷冻干燥的方式，即可获得所需的聚酰亚胺气凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的芳香族二酐为（PMDA）、（BPDA）、（ODPA）、（6FDA）、（BTDA）、（TODA）、(BODA)、（BPADA）、(BAFDA)、(DODA)及(TMDA)中的任意一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的芳香族二胺为（PDA）、（ODA）、（BPA）、（SDA）、(DDS)、（DDB）、（DADB）、（DDBB）、（DDBZ）、（DDBA）、（FDDB）、（FDDBB）、（FABA）、（FBZ）及（FOBA）中的任意一种。4.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘善友，林宏，郭杰，石彦超，郝平，暴利军，
申请(专利权)人：内蒙合成化工研究所，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15