聚硅氧烷-聚酰亚胺-聚脲共聚物、制备方法以及隔热涂层及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115746298A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211280493.XC09D7/47(2018.01)(22)申请日2022.10.19(71)申请人北京宇航系统工程研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号内35栋(72)发明人王国辉付继伟陈红波于霖林三春刘金峰王筱宇李玉山(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009专利代理师范晓毅(51)Int.Cl.C08G73/10(2006.01)C08G18/61(2006.01)C09D179/08(2006.01)C09D5/18(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图2页(54)发明名称聚硅氧烷-聚酰亚胺-聚脲共聚物、制备方法以及隔热涂层及制备方法(57)摘要本发明涉及一种聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物、制备方法以及隔热涂层及制备方法，本发明合成新型的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物，通过聚酰亚胺结构的引入明显提升了聚氨酯的热稳定性，从而在高温下形成致密均匀的膨胀碳层，达到良好的阻燃隔热效果；聚硅氧烷结构的引入，一方面减弱了酰亚胺环的结晶倾向，另一方面硅氧键的柔韧性赋予聚合物分子主链更好的运动能力，因此提升了涂层的柔韧性，同时不会降低涂层的耐热性，从而弥补了聚酰亚胺结构带来的柔软性差的不足，最终得到了低温柔韧，高温阻燃隔热性能好的柔性涂层，在低温‑70℃柔韧性良好，热稳定性高，在500kw/m2的热流辐射下能形成膨胀且致密的泡沫碳层起到良好的隔热效果。CN115746298ACN115746298A权利要求书1/4页1.一种聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物，其特征在于，所述共聚物结构式如下所示：其中：n1，n2，n3均为大于或等于1的整数；R1，R2独立地选自C1～C12的烷基或芳基；U为二价基团，含有二异氰酸酯单体中除异氰酸根以外的部分；V为四价基团，含有脂环基团、芳香基团、醚、砜、硫醚或羰基中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物，其特征在于，所述二价基团U选自下列基团中的一种或几种：3.根据权利要求1所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物，其特征在于，所述四价基团V选自下列基团中的一种或几种：其中，W为二价基团，选自下列基团中的一种或几种：2CN115746298A权利要求书2/4页其中，n为1～20的整数。4.权利要求1～3任一项所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、制备主链含聚硅氧烷结构的异氰酸根封端的聚脲预聚体，包括：在通保护气体的反应器内，加入二异氰酸酯和溶剂A，搅拌使二异氰酸酯溶解；将双官能度氨基封端的聚硅氧烷和溶剂B混合均匀滴加至反应器内，滴加过程中反应器内维持搅拌，反应器内温度为5～10℃，滴加完毕后继续反应1～2小时；反应结束后减压蒸馏除去反应体系中的溶剂和低沸点物质；其中，反应原料中异氰酸根与氨基的摩尔比为1.5～2:1；(2)、采用制备得到的聚脲预聚体制备聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物，包括：在通有保护气体的反应器内，将四羧酸二酐和所述聚脲预聚体溶解在溶剂C中；加入反应物总质量0.5～1％的叔胺催化剂，升温至80～100℃回流反应0.5～2小时，得到聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物溶液；其中，四羧酸二酐和聚脲预聚体中异氰酸根的摩尔比为1:1.1～1.2。5.根据权利要求4所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中控制双官能度氨基封端的聚硅氧烷和溶剂B混合溶液的滴加速度为：每分钟滴加混合溶液总质量的2％～5％。所述步骤(1)滴加过程中反应器内维持搅拌，搅拌速度为200～500r/s。6.根据权利要求4所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中减压蒸馏在80～130℃，‑0.08～‑0.098MPa真空度下进行。7.根据权利要求4所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物的制备方法，其特征在于，所述溶剂A为四氢呋喃、二氧六环、乙酸乙酯、乙酸丁酯或甲酸甲酯中的一种或其组合；所述溶剂B为氯仿、甲苯、二甲苯、环己烷、己烷或石油醚中的一种或其组合；所述溶剂C为N,N‑二甲基甲酰胺DMF、N,N‑二甲基乙酰胺DMAc、N‑甲基吡咯烷酮NMP或二甲基亚砜DMSO中的一种或其组合；所述保护气体为氮气或氩气。8.根据权利要求4所述的聚硅氧烷‑聚酰亚胺‑聚脲共聚物的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、1,4‑双‑(异氰酸酯甲基)苯3CN115746298A权利要求书3/4页XDI、萘二异氰酸酯NDI、甲基环己基二异氰酸酯HTDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、己二异氰酸酯HDI、异