[發(fā)明專利]一種聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810084271.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108264648B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 劉鵬波;余智;吳鵬;陳少康;鄒華維
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;C08L79/08
• 代理公司: 成都高遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明公開了一種聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料的制備方法，屬于復合材料領(lǐng)域，其制備方法包括以下步驟：(1)將多元醇加入多異氰酸酯中，反應1～3h，加入擴鏈劑，得聚氨酯預聚物/擴鏈劑混合物；(2)將聚氨酯預聚物/擴鏈劑混合物溶于溶劑中，得聚氨酯預聚物的溶液；(3)將各向異性的聚酰亞胺氣凝膠浸漬于聚氨酯預聚物的溶液中，擴鏈固化，得聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料。本發(fā)明非常巧妙地將各向異性的聚酰亞胺氣凝膠浸漬于聚氨酯預聚物中，制得了具有雙連續(xù)基體結(jié)構(gòu)的聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料，有效地改善了聚氨酯的耐熱性，拓寬了其使用溫度范圍，在物質(zhì)吸附、物質(zhì)分離、隔熱防護、減振緩沖等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復合材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯(PU)是具有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)單元的聚合物，通常由多元醇與多異氰酸酯反應得到，廣泛用于彈性體、泡沫、膠黏劑、涂料等領(lǐng)域。聚氨酯泡沫是聚氨酯的主要用途之一，具有質(zhì)輕、隔熱隔音、減振等優(yōu)點。由于聚氨酯熱穩(wěn)定性較差，在高溫下易于分解，使其性能急劇下降，因此其長期使用溫度不超過80℃，短期使用溫度不超過120℃，這極大地限制了聚氨酯泡沫材料的應用。為了提高PU材料的耐熱性能，常用的改進方法有：在PU分子鏈中引入降解溫度較高的有機雜環(huán)基團；PU與其它材料進行共混復合等。

聚酰亞胺(PI)氣凝膠是以聚酰亞胺為基體的多孔材料，具有連續(xù)的三維骨架網(wǎng)絡，相互連通的微孔結(jié)構(gòu)，且具有優(yōu)良的耐熱性能。

中國發(fā)明專利(申請?zhí)?01510621741.6)利用聚酰亞胺粉末為填料，與聚氨酯彈性體復合，制得了耐熱性聚氨酯/聚酰亞胺復合材料，但這種復合材料是一種彈性體復合材料，不具有多孔結(jié)構(gòu)和輕質(zhì)的特點，無法滿足某些特殊領(lǐng)域?qū)Σ牧陷p質(zhì)的要求，這將嚴重限制了聚氨酯/聚酰亞胺復合材料的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料及其制備方法。

針對現(xiàn)有聚氨酯泡沫材料存在的缺陷，本發(fā)明創(chuàng)造性地提供了一種密度為0.15～0.45g/cm³的聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料，該復合材料有效地改善了聚氨酯的耐熱性，制得了耐熱性能優(yōu)異的聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料。

本發(fā)明提供了一種聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料的制備方法，它包括以下步驟：

(1)將多元醇加入多異氰酸酯中，反應1～3h，加入擴鏈劑，得聚氨酯預聚物/擴鏈劑混合物；

(2)將聚氨酯預聚物/擴鏈劑混合物溶于溶劑中，得聚氨酯預聚物的溶液；

(3)將各向異性的聚酰亞胺氣凝膠浸漬于聚氨酯預聚物的溶液中，擴鏈固化，得聚氨酯/聚酰亞胺多孔復合材料。

步驟(1)中，所述反應的溫度為60～80℃，優(yōu)選為65～75℃，更優(yōu)選為70℃。

步驟(1)中，所述反應是在氮氣保護下進行的。

步驟(1)中，所述反應的時間為1～2h，優(yōu)選為1.5h。

步驟(1)中，所述多元醇為聚四氫呋喃二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇或聚己內(nèi)酯二醇，優(yōu)選為聚四氫呋喃二醇。

步驟(1)中，所述多異氰酸酯為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、多苯基多亞甲基多異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯，優(yōu)選為2,4-甲苯二異氰酸酯。

步驟(1)中，所述擴鏈劑為1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷或乙二胺，優(yōu)選為三羥甲基丙烷。

所述多異氰酸酯與多元醇的質(zhì)量比為1:2～1:5，優(yōu)選為1:3～1:5，更優(yōu)選為1:4。