[發明專利]結晶性熱塑性聚酰亞胺模塑粉的制備方法

無效

• 申請號: 200810051372.1
• 申請日: 2008-11-03
• 公開（公告）號: CN101392057A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 陳春海;王瑋;井晶;黨國棟;周宏偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種新型聚酰亞胺模塑粉的制備技術，該材料在高性能熱塑性材料方面具有廣泛的應用。

背景技術

高性能工程塑料是六十年代發展起來的在各種工程領域得到廣泛應用的性能優異的特種塑料。這些塑料一般按照加工方法來分類，可以分為兩類，一類是熱固性工程塑料，另一類為熱塑性工程塑料。熱固性工程塑料具有較高的使用溫度，但在加工固定尺寸形狀的鑄件時存在一定的困難；熱塑性工程塑料具有優異的加工性能，但使用溫度較低，相對的加工溫度則較高。常用的聚酰亞胺材料多采用液體形式的聚酰胺酸作為中間體進一步加工，不利于儲存，并且在相繼的加熱亞胺化過程中蒸發溶劑留下的氣孔常常降低產品的性能。而粉料狀態的聚酰亞胺，俗稱模塑粉，易于儲存于運輸，可以通過模壓、擠出或注射加工成板、片、條以及各種形狀復雜的塊體材料，無溶劑存在，有利于優化加工工藝和提高產品性能。

發明內容

本發明的目的是制備一種新型熱塑性聚酰亞胺模塑粉材料及其制備方法。本專利的特點：

(1)本發明是選擇按不同比例混合的二胺與一種二酐無規共聚(或以不同比例混合的二酐與一種二胺的無規共聚反應)。

(2)本發明所涉及的聚酰亞胺制備包括如下兩個步驟：聚酰胺酸的合成及聚酰亞胺模塑粉的制備兩部分。

聚酰亞胺是以二胺和二酐為原料，以強的極性非質子溶劑如N，N`-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N`-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-1-吡咯烷酮(NMP)等作為溶劑，其結構及制備方法為：

n代表摩爾數，0≤n≤1。

其中Ar1為：

或

其中Ar2、Ar3可以相同，也可以不相同，為：

或

模塑粉的制備方法如下：

氮氣保護下，取一種二酐單體電磁攪拌下溶于溶劑中，然后緩慢加入二胺單體，二胺與二酐的的摩爾比為0.1～5：1，二胺可以為一種二胺單體，也可以是兩種二胺單體的混合物，當為兩種二胺單體的混合物時，其中一種二胺單體占混合二胺的摩爾比例為1～99％，溶液中固含量為5～40％，然后室溫攪拌2～24小時，得到淺黃色透明粘稠液體，即聚酰胺酸溶液；

而后，在上述體系內加入帶水溶劑，帶水溶劑的體積是所使用溶劑的10％～60％；升溫攪拌下，回流帶水2～24小時，帶盡體系內的水后再加熱回流2～12小時；然后濃縮蒸餾體系內的溶劑，抽濾得到產物，產物洗滌后于真空烘箱中在100～300攝氏度下烘干，得到黃色粉末，即為結晶性熱塑性聚酰亞胺模塑粉。

上述方法中所述的二胺單體為3，3’-二氨基二苯醚、3，4’-二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯醚或1，3，-(3-氨基苯氧基)苯、1，4，-(4-氨基苯氧基)苯、1，4，-(3-氨基苯氧基)苯、1，3，-(4-氨基苯氧基)苯或苯代1，4，-(4-氨基苯氧基)苯，可為其中的一種，也可以為其中任意兩種的組合，進一步地，一種二胺單體占混合二胺的摩爾比例為10～90％。

上述方法中所述的二酐單體為3，3’，4，4’-聯苯四酸二酐、均苯四酸二酐(PMDA)、二苯醚四酸二酐(ODPA)、二苯酮四酸二酐(BTDA)、2，3’，3，4’-聯苯四酸二酐或2，3’，2，3’-聯苯四酸二酐。

上述方法中所述的溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)，或是上述溶劑的兩種或三種混合溶劑。

上述方法中所述的帶水溶劑為甲苯、二甲苯、硝基苯或間甲酚。

上述方法中所述的洗滌溶劑為甲醇、乙醇或水，或是上述洗滌溶劑的兩種或三種混合溶劑。

本發明通過升溫帶水的體系除去亞胺化過程中生成的水和聚酰胺酸體系中的溶劑，得到一種兼顧低加工成型溫度和熱學、力學性能優良的新型熱塑性聚酰亞胺模塑粉材料。

附圖說明

圖1：實施例1～實施例11的得到的聚酰亞胺模塑粉的紅外光譜圖；

圖2：實施例1～實施例11的得到的聚酰亞胺模塑粉的DSC掃描圖。

圖1是11種不同二胺比例(4，4’-二氨基二苯醚(4，4’-ODA)及1，3-(4-氨基苯氧基)苯(TPER))聚酰亞胺模塑粉的紅外光譜圖。從圖中我們可以看到在1780cm^-1處出現了聚酰亞胺特有的吸收峰，2900-3200cm^-1處的聚酰胺酸特征峰消失，證實了芳香酰亞胺基團的存在，同時說明亞胺化程度比較完全。