一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102134395A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102134395A(43)申请公布日2011.07.27(21)申请号201010600201.7(22)申请日2010.12.22(71)申请人北京航空航天大学地址100083北京市海淀区学院路37号(72)发明人詹茂盛刘小艳王凯(51)Int.Cl.C08L79/08(2006.01)C08G73/10(2006.01)C08J9/02(2006.01)权利要求书4页说明书10页(54)发明名称一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法。由芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性聚酰胺酸预聚物、催化剂、表面活性剂、助剂、及异氰酸酯经反应、固化得到的一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料。分子结构中间段为芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性段，侧链为芳香二酐和/或芳香酸酯与异氰酸酯形成的交联或/和线性段，本发明聚酰亚胺泡沫材料制备工艺简单，收缩率为-50.75％～23.67％，密度为4.0kg/m3～31.0kg/m3，玻璃化转变温度为230℃～320℃，是柔性吸声降噪高分子泡沫材料，主要适用于航空航天、舰船和电子工业领域。CN1023495ACCNN110213439502134400A权利要求书1/4页1.一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，其特征在于：由芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性聚酰胺酸预聚物、催化剂、表面活性剂和助剂形成的泡沫前体溶液，与异氰酸酯经反应、固化得到的一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料。分子结构中间段为芳香二胺、芳香三胺与芳香二酐和/或芳香酸酯形成的超支化/线性段，侧链为芳香二酐和/或芳香酸酯与异氰酸酯形成的交联或/和线性段，其中，R是表1中的一种结构单元，R’是表2中的一种结构单元，R”是表3中的一种结构单元。表1.R的结构2CCNN110213439502134400A权利要求书2/4页表2.R’的结构表3.R”的结构泡沫前体溶液中各组分用量以重量份计，配比如下：芳香二酐和/或芳香酸酯100份芳香二胺0.001份～60份芳香三胺0.001份～60份极性溶剂50份～600份催化剂0.01份～10份表面活性剂0.5份～100份低分子醇0.5份～75份助剂0份～100份泡沫前体溶液与异氰酸酯质量比例为1∶(0.5～1.5)。2.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其制备方法如下：(1)制备聚酰胺酸预聚物。在20℃～60℃、常压下，采用极性溶剂将芳香二胺和芳香三胺溶解于装有冷凝管、通有N2的干燥四颈瓶中，磁力搅拌使其完全溶解，然后按芳香胺(二胺和三胺)与芳香二酐和/或芳香酸酯的摩尔比为1∶(1～2)缓慢加入芳香二酐和/或芳香酸酯，6小时～14小时后得到超支化/线性聚酰胺酸预聚物溶液，其中芳香二胺与及芳香三胺的摩尔比例为1∶(0.0001～10000)，超支化/线性聚酰胺酸预聚物具有如下结构：3CCNN110213439502134400A权利要求书3/4页(2)制备泡沫前体溶液。将剩余的芳香二酐和/或芳香酸酯、催化剂、表面活性剂、低分子醇、及助剂添加到上述预聚物溶液中，加热搅拌至恒温，可得到泡沫前体溶液。(3)制备泡沫中间体。称取异氰酸酯，将泡沫前体溶液按比例与异氰酸酯快速搅拌0.05～2分钟，倒入预热的模具内反应形成泡沫中间体，其中泡沫中间体具有如下结构：4CCNN110213439502134400A权利要求书4/4页(4)制备充分酰亚胺化的聚酰亚胺泡沫材料。将泡沫中间体室温放置0.5小时～12小时，脱模后在微波炉和/或150℃～300℃的真空烘箱中固化定型0.5小时～10小时，得到充分酰亚胺化的改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料。3.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的异氰酸酯是4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、萘基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、或异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或两种。4.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的极性溶剂是六甲基磷酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N-氧化吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、或二乙二醇二甲醚中的一种。5.权利要求1所述改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于：其中的催化剂是三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N’-二甲基吡啶、二甲基苄胺、N，N-二甲基十六烷基胺、三亚乙基二胺、N-乙基吗啉、双(二甲基胺基乙基)和三乙胺有机胺类催化剂中的