[發(fā)明專利]聚酰亞胺樹脂的制備及其在耐高溫光纖涂料中的應用

無效

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• 申請日: 2012-12-09
• 公開（公告）號: CN103145985A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 池萍;于凱杰;耿驥
• 申請（專利權）人: 上海飛凱光電材料股份有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C03C25/32
• 代理公司: 北京鑫浩聯(lián)德專利代理事務所(普通合伙) 11380
• 代理人: 高翔

技術領域

本發(fā)明涉及一種耐高溫聚酰亞胺樹脂；此外，本發(fā)明還涉及其制備方法和在光纖涂料中的應用。?

背景技術

當今社會，光纖工業(yè)對耐高溫涂料的要求正日益增長，這種耐高溫光纖涂料可應用于汽車、飛行體、醫(yī)學或某些軍事等領域。目前，光纖涂料的制備按聚合歷程的不同分為熱固化和紫外光固化兩大類。UV固化光纖涂料體系一般由低聚物、活性稀釋單體、光引發(fā)劑及各種添加劑等組成。其中低聚物是UV固化光纖涂料的主體，它的性能基本上決定了涂料的主要性能。而通常采用環(huán)氧丙烯酸和聚氨酯丙烯酸酯等低聚物所配制的UV固化光纖涂料只能在低溫下使用，遠遠滿足不了光纖耐高溫性能的要求?；趯δ透邷毓饫w樹脂的要求，我們設計并制備了具有優(yōu)異的機械性能和突出的耐溫性能的聚酰亞胺樹脂，?將其用于耐高溫光纖涂料中。?

聚酰亞胺是主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，是綜合性能最佳的有機高分子材料之一。由于主鏈上含有芳香環(huán)，作為涂料的基體樹脂，具有優(yōu)異的機械性能和突出耐溫性能。目前，聚酰亞胺型耐高溫涂料主要是溶劑型的，即將改善了溶解性的聚酰亞胺溶解于極性溶劑中（如DMF），涂布于器件表面，經干燥固化成膜。該固化膜在300℃環(huán)境溫度下使用時，分子結構保持穩(wěn)定，機械性能基本不變，有效保證光纖傳輸信息的穩(wěn)定性。同時，通過對所使用原料和工藝條件進行設計和優(yōu)化，所得固化膜耐熱性能能達到400℃以上。因此，聚酰亞胺涂覆材料在耐高溫光纖涂料領域具有較好的應用前景。?

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有環(huán)氧丙烯酸和聚氨酯丙烯酸酯等低聚物所配制的UV固化光纖涂料只能在低溫下使用的缺點，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有優(yōu)異的機械性能和突出的耐溫性能的聚酰亞胺樹脂，并提出其制備方法和用途。?

為此，本發(fā)明提出了如下技術方案：?

一種聚酰亞胺樹脂的制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）以四羧酸二酐類化合物與二胺類化合物為原料，40～60℃下在溶劑中反應，至酸值降到理論酸值，終止反應，得到酸酐開環(huán)后的聚酰亞胺酸中間體，其中四羧酸二酐類化合物與二胺類化合物的摩爾比為（0.50～1.5）：1；

（2）將步驟（1）得到的聚酰亞胺酸中間體，在200~500℃,10s~10min下，脫水成環(huán)，表干后，再在100~400℃烘箱內放置,?2~6h?除去溶劑，成膜。

其中：步驟（1）中所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N、N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種；所述的溶劑用量占反應體系總質量的10～70%；所述的四羧酸二酐類化合物選自：均苯二酐、均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、4,4'-聯(lián)苯醚二酐、苯醚二胺均苯酸酐、酮酐和六氟二酐中的至少一種；所述的二胺類化合物選自：4,4'-聯(lián)苯醚二胺、4,4'-二氨基二苯甲酮、4,4'-二氨基二苯甲烷、己二胺、六氟二胺中的至少一種。?

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）中以四羧酸二酐類化合物為原料反應，其中包括向溶劑中加入上述四羧酸二酐類化合物，加料方式為分批加料。?

優(yōu)選的，步驟（2）中所述的成膜，方法為先高溫快速表干后，再稍低溫度下用較長時間徹底去除溶劑完全環(huán)化成膜。?

本發(fā)明還包括，用本發(fā)明的制備方法制備得到的聚酰亞胺樹脂。?

對本發(fā)明的聚酰亞胺樹脂測試其機械性能，固化度和失重性能，并對其高溫穩(wěn)定性進行長期跟蹤。從而評價其使用性能。以下為性能測試：?

機械性能：

用萬能機械測試儀測試固化膜的機械性能，包括特定模量、斷裂伸長率和斷裂強度。結果如下表所示。本發(fā)明五個實施例制得的聚酰亞胺樹脂固化膜的機械性能均能滿足目前商用光纖涂料的性能要求。

熱失重分析?

????取實施例一的固化膜，用熱失重分析儀對其進行測試，結果見圖1。由圖1中可見，實施例一制得的聚酰亞胺樹脂從400℃開始有輕微失重，到600℃時有較明顯失重。因此，該材料中分子結構具有良好的高溫穩(wěn)定性能。

機械性能高溫跟蹤?

把實施例一、實施例二和實施例三制得的固化膜放置于高溫烘箱（400℃）中，定期跟蹤其機械性能變化情況，結果如圖2所示。從圖2中可以看到，實施例一、二和三制得的固化膜模量隨時間的的積累，沒有明顯變化。由此說明，該材料機械性能高溫穩(wěn)定性較好，能在高溫環(huán)境中長期使用。

通過對本發(fā)明材料機械性能和熱穩(wěn)定性的分析，證明該材料具有良好的力學性能、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，完全可以用于耐高溫光纖涂料領域。?