[發(fā)明專利]一種聚酰亞胺泡沫及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210567465.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN102964597A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭海泉;陳文慧;董志鑫;杜志軍;邱雪鵬;高連勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08J9/00;C08L79/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚酰亞胺泡沫及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺是一類綜合性能優(yōu)異的耐熱高分子材料，不僅具有很好的熱性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，還具有較低的介電常數(shù)和熱膨脹系數(shù)。其中的聚酰亞胺泡沫材料不僅具有泡沫材料重量輕、密度低、柔性回彈好的特點(diǎn)，而且還具有聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫等無(wú)可比擬的耐熱性、阻燃性以及尺寸穩(wěn)定性等，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、電子等領(lǐng)域。

為提高聚酰亞胺泡沫的阻燃性能，在制備過(guò)程中經(jīng)常加入有機(jī)磷化物阻燃劑。有機(jī)磷化物是一類重要的有機(jī)磷阻燃劑，如磷酸酯的磷酸三聚氰胺鹽、聚磷酰胺、磷腈聚合物等，其被廣泛應(yīng)用于建材、紡織、化工以及電子等行業(yè)。由于有機(jī)磷化物優(yōu)秀的阻燃效果，常備用來(lái)作為塑料制品、紡織物、電子設(shè)備以及建筑、家裝材料的阻燃添加劑。

現(xiàn)有技術(shù)主要以添加方式將有機(jī)磷化物與聚酰亞胺泡沫進(jìn)行物理共混，來(lái)提高聚酰亞胺泡沫的阻燃性能。如專利號(hào)為US6956066和US7541388的美國(guó)專利均是在聚酰亞胺泡沫的制備過(guò)程中加入磷化物阻燃劑，用以提高聚酰亞胺泡沫的阻燃性能。這種采用物理共混的添加阻燃劑的方式雖然能夠在一定程度上提高聚酰亞胺泡沫的阻燃性能，但是，由于有機(jī)磷化物揮發(fā)性大，耐熱性低，而聚酰亞胺泡沫又是作為一種高溫應(yīng)用的隔熱材料，在應(yīng)用環(huán)境溫度條件下，增加了有機(jī)磷化物進(jìn)入周圍環(huán)境的幾率，會(huì)降低聚酰亞胺泡沫的阻燃持久性能和熱穩(wěn)定性，而且有機(jī)磷化物釋放到空氣中會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚酰亞胺泡沫及其制備方法，本發(fā)明提供的聚酰亞胺泡沫具有較高且持久的阻燃性能，而且具有較高的耐熱性能。

本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺泡沫，具有式（I）所示結(jié)構(gòu)：

其中，R₁為多苯環(huán)的芳香基；

R₂為含磷酰基的芳香基；

R₃為不含磷的芳香基；

m:n為（85~99）:（1~15）。

優(yōu)選的，所述R₁為和中的一種。

優(yōu)選的，所述R₂為中的一種。

優(yōu)選的，所述R₂的位置在相鄰兩苯環(huán)上同時(shí)為間位或?qū)ξ弧?/p>

優(yōu)選的，所述R₃為中的一種。

優(yōu)選的，所述m:n為（90~95）:（5~10）。

本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺泡沫的制備方法，包括以下步驟：

將芳香二酐和碳原子數(shù)小于10的脂肪醇類化合物在酸性催化劑的存在下進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到酯化反應(yīng)產(chǎn)物；

將所述酯化反應(yīng)產(chǎn)物與含磷酰基的芳香二胺、不含磷的芳香二胺和表面活性劑在有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液；

除去所述聚酰胺酸溶液中的溶劑，得到發(fā)泡前體；

將所述發(fā)泡前體進(jìn)行發(fā)泡，得到聚酰亞胺泡沫。

優(yōu)選的，所述芳香二酐為二苯甲酮四甲酸二酐、二苯醚四甲酸二酐、4,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐、3,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述含磷酰基的芳香二胺為苯基磷酸二（對(duì)氨基苯基）酯、苯基二（間氨基苯基）氧膦、苯基二（對(duì)氨基苯基）氧膦或苯基二[(對(duì)氨基苯氧基)苯基]氧膦。

優(yōu)選的，所述不含磷的芳香二胺為對(duì)苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚或二氨基二苯甲烷。

本發(fā)明提供了一種聚酰亞胺泡沫，具有式（I）所示結(jié)構(gòu)，其中R₁為多苯環(huán)的芳香基；R₂為含磷酰基的芳香基；R₃為不含磷的芳香基；m:n為（85~99）:（1~15）。本發(fā)明首先將芳香二酐和脂肪醇類化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后將得到的酯化反應(yīng)產(chǎn)物與含磷酰基的芳香二胺和不含磷的芳香二胺進(jìn)行反應(yīng)，從而在聚合物的鏈節(jié)中引入了磷化物。本發(fā)明提供的聚酰亞胺泡沫將磷化物引入到聚合物的鏈段中，由于化學(xué)鍵的穩(wěn)定性能較高，因此使得本發(fā)明提供的聚酰亞胺泡沫不僅具有較高的阻燃性能，且能夠在高溫下也保持較高的穩(wěn)定性，不會(huì)釋放出有害物質(zhì)，阻燃性能較持久。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的聚酰亞胺泡沫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可高達(dá)412℃，其表觀密度可達(dá)12kg/m³，其極限氧指數(shù)可高達(dá)54。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的聚酰亞胺泡沫制備方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式