【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雾化器导液材料，具体涉及一种聚酰亚胺多孔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前市场上常见的电子烟的气溶胶发生装置主要由雾化芯和烟油仓组成，其中雾化芯是气溶胶发生装置的核心部分。雾化芯由多孔材料和发热元件组合而成，其中多孔材料起到向发热元件(金属丝/网)供给烟油的作用，对电子烟的发烟量、烟雾颗粒粒径、香料和尼古丁的传输效率等性能有重要影响，因此与用户的使用体验有密切的关系。目前应用于雾化芯导油材料主要有两种：一种是以天然棉以及合成纤维为代表的棉芯，另一种是多孔导油陶瓷。
2、与棉材相比，多孔陶瓷在高温下的性质更稳定，在产品良品率、防漏液、耐干烧以及自动化生产方面与棉材相比有明显的优势。目前在高品质小烟雾产品中，多孔陶瓷是做雾化芯的首选；然而在高加热功率、每次工作循环中能够雾化大量的烟油的开放式大烟雾产品中，多孔陶瓷的导油速率尚无法满足要求，因此棉材依然是主流导油材料。然而，在高加热功率下，棉材寿命损耗变快，耐温能力受到较大挑战。
3、为了获得优异的耐高温性能，人们发现将聚酰亚胺作为导油材料可提升材料的耐高温性能，但材料的导油速率较低，无法满足大烟雾产品对高导油速率的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服利用现有聚酰亚胺作为导油材料，其导油速率较低，无法满足大烟雾产品对高导油速率的要求缺陷，进而提供一种聚酰亚胺多孔膜及其制备方法和应用。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种聚酰亚胺多孔膜
4、形成所述聚酰亚胺多孔膜的原料包括芳香二胺和芳香二酐，所述芳香二胺具有如下所示的结构：
5、
6、所述芳香二酐具有如下所示的结构：
7、
8、其中a或b选自单键、氧、羰基、砜基；
9、r选自氢、卤素、羧基、硝基；
10、r1-r5中至少两个相邻基团彼此连接形成酸酐基团，r6-r10中至少两个相邻基团彼此连接形成酸酐基团，r1-r10中其余基团独立选自氢、c1-c5烷基；
11、r11-r12独立选自氢、c1-c5烷基。
12、优选的，a选自单键、氧、砜基；
13、b选自单键、氧、羰基、砜基；
14、r选自氢、羧基；
15、r1-r5中存在两个相邻基团彼此连接形成一个酸酐基团，r6-r10中存在两个相邻基团彼此连接形成一个酸酐基团，r1-r10中其余基团独立选自氢；
16、r11-r12独立选自氢。
17、可选的，所述聚酰亚胺多孔膜具有相互连通的孔结构，其孔隙率为30％-90％，孔喉平均尺寸为1-9μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：孔喉尺寸范围为[aum,bum]，其中1.5≤a＜b≤9，且b-a≤1.5，a代表基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过一定孔喉尺寸范围内的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上时的相应孔喉尺寸范围的最小值，相应的b代表相应孔喉尺寸范围的最大值。
18、本专利技术采用上述结构的芳香二胺和芳香二酐作用单体，其有利于保证多孔膜的力学强度和耐热性能。
19、优选的，
20、所述芳香二胺具有如下所示的结构：
21、
22、所述芳香二酐具有如下所示的结构：
23、
24、a选自单键、氧、砜基；
25、b选自单键、氧、羰基、砜基；
26、r选自氢、羧基。
27、优选的，所述芳香二胺选自4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基联苯-2,2’-二羧酸、4,4’-二氨基联苯中的至少一种；
28、所述芳香二酐选自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、4,4’-氧双邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐中的至少一种。
29、优选的，所述聚酰亚胺多孔膜经由所述芳香二胺和所述芳香二酐反应形成的聚酰胺酸再经亚胺化形成。
30、优选的，所述聚酰亚胺多孔膜具有相互连通的孔结构，其孔隙率为30％-90％，孔喉平均尺寸为1-9μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过孔喉群a的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上，所述孔喉群a内任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.5μm，且所述孔喉群a的孔喉尺寸分布范围为1-6μm。
31、优选的，所述聚酰亚胺多孔膜的孔隙率为70％-80％，孔喉平均尺寸为1-4μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过孔喉群a的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上，所述孔喉群a内任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.0μm，且所述孔喉群a的孔喉尺寸分布范围为1-4μm。本专利技术通过进一步控制上述条件其在提升多孔膜导油速率的同时还可提高其强度，其多孔膜多次弯曲后不易出现裂纹。
32、形成所述聚酰亚胺多孔膜的原料包括芳香二胺和芳香二酐，所述芳香二胺具有如下所示的结构：
33、
34、所述芳香二酐具有如下所示的结构：
35、
36、其中a或b选自单键、氧、羰基、砜基；
37、r选自氢、卤素、羧基、硝基；
38、r1-r5中至少两个相邻基团彼此连接形成酸酐基团，r6-r10中至少两个相邻基团彼此连接形成酸酐基团，r1-r10中其余基团独立选自氢、c1-c5烷基；
39、r11-r12独立选自氢、c1-c5烷基。
40、优选的，a选自单键、氧、砜基；
41、b选自单键、氧、羰基、砜基；
42、r选自氢、羧基；
43、r1-r5中存在两个相邻基团彼此连接形成一个酸酐基团，r6-r10中存在两个相邻基团彼此连接形成一个酸酐基团，r1-r10中其余基团独立选自氢；
44、r11-r12独立选自氢。
45、优选的，
46、所述芳香二胺具有如下所示的结构：
47、
48、所述芳香二酐具有如下所示的结构：
49、
50、a选自单键、氧、砜基；
51、b选自单键、氧、羰基、砜基；
52、r选自氢、羧基。
53、优选的，所述芳香二胺选自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜具有相互连通的孔结构，其孔隙率为30％-90％，孔喉平均尺寸为1-9μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.5μm，且满足该条件的孔喉所构成的孔喉群，其通过上述孔喉群的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上；
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，A选自单键、氧、砜基；
3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述芳香二胺选自4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基联苯-2,2’-二羧酸、4,4’-二氨基联苯中的至少一种；
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜经由所述芳香二胺和所述芳香二酐反应形成的聚酰胺酸再经亚胺化形成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜的孔隙率为70％-80％，孔喉平均尺寸为1-4μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过孔喉群A的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上，所述孔喉群A内任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.0μm，且所述孔喉群A的孔喉尺寸分布范围为1-4μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，
9.一种聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚中的至少一种；
11.根据权利要求10所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自由A溶剂和B溶剂组成的混合溶剂，所述A溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种，所述B溶剂选自三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚中的至少一种；
12.根据权利要求9-11任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂的加入量为所述芳香二胺和芳香二酐总重量的4-11倍。
13.根据权利要求9-12任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述芳香二胺和芳香二酐的摩尔比为1：(1-1.03)。
14.根据权利要求9-13任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应温度为-10-100℃，反应时间为6-24h。
15.根据权利要求9-14任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述亚胺化催化剂选自C1-C5脂肪族酸酐、吡啶中的至少一种，优选的，所述亚胺化催化剂选自C1-C5脂肪族酸酐和吡啶，进一步优选的，所述脂肪族酸酐选自乙酸酐、丙酸酐中的至少一种。
16.根据权利要求9-15任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述芳香二胺、C1-C5脂肪族酸酐和吡啶的摩尔比为1：(3.8-4.2)：(3.8-4.2)。
17.根据权利要求9-16任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述C1-C5烷基醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇中的至少一种；优选的，所述C1-C5烷基醇选自乙醇；
18.根据权利要求9-17任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，
19.根据权利要求9-18任一项所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中将聚酰胺羧酸溶液和亚胺化催化剂混合后搅拌至澄清，然后涂敷于基材上在20-40℃下静置进行一次固化，固化后将其置于C1-C5烷基醇中进行浸渍，浸渍结束后将固化后产物与基材取出，烘干，在250-380℃下进行二次固化，得到所述聚酰亚胺多孔膜。
20.权利要求1-8任一项所述的聚酰亚胺多孔膜或权利要求9-19任一项所述的制备方法的制备得到聚酰亚胺多孔膜在雾化器中的...
【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜具有相互连通的孔结构，其孔隙率为30％-90％，孔喉平均尺寸为1-9μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.5μm，且满足该条件的孔喉所构成的孔喉群，其通过上述孔喉群的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上；
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，a选自单键、氧、砜基；
3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述芳香二胺选自4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基联苯-2,2’-二羧酸、4,4’-二氨基联苯中的至少一种；
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜经由所述芳香二胺和所述芳香二酐反应形成的聚酰胺酸再经亚胺化形成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜具有相互连通的孔结构，其孔隙率为30％-90％，孔喉平均尺寸为1-9μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过孔喉群a的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上，所述孔喉群a内任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.5μm，且所述孔喉群a的孔喉尺寸分布范围为1-6μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，所述聚酰亚胺多孔膜的孔隙率为70％-80％，孔喉平均尺寸为1-4μm，其中所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉需满足：基于泡点和平均流量法测得的所述聚酰亚胺多孔膜的孔喉尺寸分布中，通过孔喉群a的气体流量占通过聚酰亚胺多孔膜全部孔喉气体流量的70％以上，所述孔喉群a内任意两个孔喉的尺寸之差不大于1.0μm，且所述孔喉群a的孔喉尺寸分布范围为1-4μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚酰亚胺多孔膜，其特征在于，
9.一种聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述溶剂选自n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚中的至少一种；
11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：段成，李隆隆，王晓斌，杨波平，傅显钧，
申请(专利权)人：思摩尔国际控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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