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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料制备,具体涉及一种热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,以及制得的热塑性聚酰亚胺粉体的应用。
技术介绍
1、复合材料层状结构的特点决定了其层间强度是层合板的弱环节,低复合材料很容易发生冲击分层损伤。上世纪80年代后,国外开始关注复合材料的增韧技术,经过研究发现,层间增韧技术是提高复合材料层间韧性的最有效手段。层间增韧通常有三种方式,即颗粒增韧、薄膜增韧和纤维增韧,其中层间颗粒增韧技术成为最具有操作性的层间增韧技术。
2、关于层间颗粒增韧技术的相关报道较多,采用尼龙6作为增韧剂已应用于复合材料的生产中。如日本toray公司采用尼龙6粉体作为层间增韧剂研发了t800h/3900系列超高韧性复合材料。8551-7和m21为赫氏公司(hexcel)研制的高韧性环氧树脂基体,其层间增韧剂也为尼龙6粉体。但是,尼龙6的玻璃化转变温度较低,通常不能满足耐温100℃以上的树脂基复合材料的耐热性要求,尤其不能满足双马树脂增韧要求。
3、为了满足高耐湿热树脂基体增韧的需求,目前已有文献报道采用耐温性能高的聚酰亚胺粉体作为增韧剂。目前聚酰亚胺的制备一般采用极性非质子型溶剂进行溶液聚合、共沸脱水剂高温脱水,并经洗涤、干燥、粉粹等工序制得。例如公开号为cn 113292726a的专利申请中公开了一种聚酰亚胺模塑粉及其制备方法,将二胺单体与二酐单体在极性非质子溶剂中反应得到聚酰胺酸溶液,向得到的聚酰胺酸溶液中加入共沸脱水剂,升温至回流反应,之后降温析晶,过滤、洗涤、干燥,研磨过筛,再进行高温干燥老化,最后过筛分级得到
4、因此,有必要开发一种新的热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,以有效解决现有制备方法中存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,本专利技术还提供了获得的热塑性聚酰亚胺粉体的应用。
2、为达到以上目的,本专利技术采用以下技术方案。
3、第一方面,本专利技术提供了一种热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,包括步骤:
4、s1:芳香族二酐与芳香族二胺在质子型溶剂中聚合生成聚酰胺酸,分离出聚酰胺酸粉体;
5、s2:所述聚酰胺酸粉体经固相聚合和亚胺化反应,得到聚酰亚胺;
6、所述质子型溶剂为醇类有机溶剂。
7、作为本专利技术一种实施方案,所述醇类有机溶剂任选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、3-戊醇、己醇、乙二醇、苯甲醇中的一种或几种。
8、作为本专利技术一种优选的实施方案,所述醇类有机溶剂任选自甲醇、乙醇、丙醇、1-戊醇、3-戊醇中的一种或几种。
9、作为本专利技术一种进一步优选的实施方案,所述醇类有机溶剂选自乙醇和/或1-戊醇。
10、作为本专利技术一种实施方案,步骤s1分离出的所述聚酰胺酸粉体经粉碎后再进行固相聚合。
11、作为本专利技术一种实施方案,步骤s2中固相聚合和亚胺化反应的反应温度为150-250℃。
12、作为本专利技术一种实施方案,步骤s2中固相聚合和亚胺化反应的反应压力为0.1-2.0mpa。
13、作为本专利技术一种实施方案,步骤s2中固相聚合和亚胺化反应在压力转鼓干燥机中进行。
14、作为本专利技术一种实施方案,步骤s2中获得的聚酰亚胺理论计算分子量为10000-200000g/mol。
15、作为本专利技术一种实施方案,步骤s2中获得的聚酰亚胺再经粉碎获得聚酰亚胺粉体,所述聚酰亚胺粉体的粒径d90为5-50μm。
16、作为本专利技术一种具体的实施方案,步骤s1包括:
17、s11:所述芳香族二酐单体在质子型溶剂中进行酯化,得到酯化物;
18、s12:所述酯化物与芳香族二胺在质子型溶剂中聚合,生成聚酰胺酸;
19、其中,步骤s11中的所述质子型溶剂与步骤s12中的所述质子型溶剂相同或不同。
20、作为本专利技术一种实施方案,所述质子型溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、3-戊醇、己醇、乙二醇、苯甲醇中的任一种或几种。
21、作为本专利技术一种优选的实施方案,所述质子型溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、1-戊醇、3-戊醇中的任一种或几种。
22、作为本专利技术一种进一步优选的实施方案,所述质子型溶剂选自乙醇和/或1-戊醇。
23、作为本专利技术一种实施方案,步骤s1还包括:
24、s13:将步骤s12聚合后的反应液冷却,析出聚酰胺酸固体,之后分离,获得聚酰胺酸粉体。
25、作为本专利技术一种实施方案,所述芳香族二酐与所述芳香族二胺的摩尔比为(0.95-1.05):(0.95-1.05)。
26、优选地,所述芳香族二酐与所述芳香族二胺的摩尔比为(0.95-1.05):1。
27、进一步优选地,所述芳香族二酐与所述芳香族二胺的摩尔比为(0.99-1.01):1。
28、作为本专利技术一种更优选实施方案,所述芳香族二酐与所述芳香族二胺的摩尔比为1:1。
29、作为本专利技术一种实施方案,所述芳香族二酐任选自均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐或其异构体、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐或其异构体、三苯双醚四甲酸二酐或其异构体、二苯甲酮四酸二酐、2,2-双[4-(3,4-羧基苯氧基)苯]丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙基)二邻苯二甲酸酐、环丁烷二酐、环己烷二酐、双环戊二烯二酐、双(苯氧基)苯四甲酸二酐或其异构体中的一种或几种。
30、作为本专利技术一种实施方案,所述芳香族二胺任选自对苯二胺、间苯二胺、均三甲基间苯二胺、2,2'-二甲基联苯胺、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、2,2'-双三氟甲基联苯胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、3,3'-二氨基二苯甲酮、4,4'-二氨基二苯砜、3,3'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨苯氧基)联苯、4,4'-双(3-氨苯氧基)联苯、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双[4-(氨基苯氧基)苯基]芴中的一种或几种。
31、第二方面,本专利技术提供了本专利技术所述制备方法获得的热塑性聚酰亚胺粉体。
32、第三方面,本专利技术提供了本专利技术所述制备方法获得的热塑性聚酰亚胺粉体的应用,其中所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述醇类有机溶剂任选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、3-戊醇、己醇、乙二醇、苯甲醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中固相聚合和亚胺化反应的反应温度为150-250℃,和/或,反应压力为0.1-2.0MPa;优选地,所述固相聚合和亚胺化反应在压力转鼓干燥机中进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中获得的聚酰亚胺理论计算分子量为10000-200000g/mol。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述聚酰亚胺再经粉碎获得聚酰亚胺粉体,所述聚酰亚胺粉体的粒径D90为5-50μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1包括:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤S1还包括:
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法,其特征在于,所述芳香族二酐与所述芳香族二
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述芳香族二酐任选自均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐或其异构体、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐或其异构体、三苯双醚四甲酸二酐或其异构体、二苯甲酮四酸二酐、2,2-双[4-(3,4-羧基苯氧基)苯]丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙基)二邻苯二甲酸酐、环丁烷二酐、环己烷二酐、双环戊二烯二酐、双(苯氧基)苯四甲酸二酐或其异构体中的一种或几种;和/或,
10.权利要求1-9任一所述制备方法获得的热塑性聚酰亚胺粉体作为树脂基复合材料增韧剂的应用;优选地,所述树脂基复合材料为热固性树脂基复合材料,进一步优选环氧树脂、双马树脂或热固性聚酰亚胺树脂基复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚酰亚胺粉体的制备方法,其特征在于,包括步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述醇类有机溶剂任选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、3-戊醇、己醇、乙二醇、苯甲醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中固相聚合和亚胺化反应的反应温度为150-250℃,和/或,反应压力为0.1-2.0mpa;优选地,所述固相聚合和亚胺化反应在压力转鼓干燥机中进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中获得的聚酰亚胺理论计算分子量为10000-200000g/mol。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述聚酰亚胺再经粉碎获得聚酰亚胺粉体,所述聚酰亚胺粉体的粒径d90为5-50μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1包括:
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:张朋,包建文,钟翔屿,刘寒松,张连旺,李伟东,孙劲松,
申请(专利权)人:中国航空制造技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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