[發明專利]一種低玻璃化轉變溫度的粉狀熱塑性聚酰亞胺及其制備方法

在審

• 申請號: 201910484858.2
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110092909A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 周浪;丁雯鳳;陳久軍
• 申請（專利權）人: 無錫創彩光學材料有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明涉及一種低玻璃化轉變溫度的粉狀熱塑性聚酰亞胺及其制備方法，本發明的熱塑性聚酰亞胺的玻璃化轉變溫度為220?250℃、平均粒徑5?20μm。本發明通過在分子結構中引入特定的硅氧烷基團，能夠減少聚酰亞胺分子鏈在高溫下輕微交聯現象，成型后熱穩定性及力學性能優異，進而可降低聚酰亞胺玻璃化轉變溫度，因此可降低加工溫度提高生產效率降低生產成本，并可提高生產過程中的安全指數。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺高分子材料領域，具體涉及一種低玻璃化轉變溫度的粉狀熱塑性聚酰亞胺及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺(PI)是一類分子鏈中含有環狀酰亞胺基團的高分子聚合物。聚酰亞胺因優異的耐高溫、耐低溫、高強度、高抗蠕變、高尺寸穩定、高電絕緣、低介電常數與低損耗、耐腐蝕等優點而備受關注，被譽為“21世紀最有希望的工程塑料”之一。鑒于其優異的性能，又被認為是“解決問題的能手”。然而因聚酰亞胺不能溶解于常用有機溶劑，也不能在加熱的情況下熔融加工，而被限制了廣泛應用。

對此，科研工作者們研究開發了熱塑性聚酰亞胺，具體如通過在主鏈分子中引入柔性基團(如-O-，-S-，-CH2-等)，降低分子鏈的剛性，減小分子間的作用力，或者在主鏈上引入大的側基，較長的支鏈或不對稱結構，增加分子間的距離，降低分子間作用力等，以提高聚酰亞胺的熱塑性和溶解性。然而，柔性基團的引入將破壞聚酰亞胺的熱穩定性和機械性能，帶有大的側基或不對稱結構的單體合成比較困難，無法大規模應用。除此之外，傳統型的熱塑性聚酰亞胺也存在丞待解決的問題，例如玻璃化轉變溫度較高，加工熱塑性聚酰亞胺需要較高的反應溫度，溫度區間一般在300～425℃。在此溫度下加工熱塑性聚酰亞胺，除了需要耗費較大的生產成本外，生產過程中操作人員經常暴露在潛在危險的場合下，安全隱患較多。最為關鍵的是在此區間內，聚酰亞胺分子鏈內發生了輕度的交聯，所以也被稱為“假熱塑性”的聚酰亞胺。因此，通過分子設計，適當降低聚酰亞胺的玻璃化轉變溫度(Tg)，即加工溫度對其制程的成本、安全具有極其重要的意義。

發明內容

針對上述不足之處，本發明提供一種粉末狀的熱塑性聚酰亞胺，其玻璃化轉變溫度低、更利于加工成型，能夠減少聚酰亞胺分子鏈的在高溫下輕微交聯現象，成型后熱穩定性及力學性能優異。

按照本發明提供的技術方案，提供一種低玻璃化轉變溫度的粉狀熱塑性聚酰亞胺，其玻璃化轉變溫度為220-250℃、平均粒徑5-20μm。

其中，所述粉狀熱塑性聚酰亞胺由芳香族四酸二酐與不含酚羥基的芳香族二胺、含有硅氧烷二胺制得，其含有下述結構單元：

其中，R₁、R₂為來自于芳香族四酸二酐的四價有機基團；G₁為來自不含酚羥基的芳香族二胺的二價有機基團；G₂為來自含有硅氧烷二胺的二價有機基團；m及n均為1-500的整數，且n:m為0.005-0.25:1。

此外，所述芳香族四酸二酐為所述芳香族四酸二酐為4,4'-聯苯醚二酐(ODPA)或雙酚A型二酐(BPADA)中的一種。其中，所述4,4'-聯苯醚二酐(ODPA)或雙酚A型二酐(BPADA)的結構式如下所示。

此外，所述不含酚羥基的芳香族二胺可以是4,4’-二氨基二苯基醚(ODA)、4,4’-二氨基二苯基間苯二醚(RsDA)、4,4’-二氨基二苯基聯苯醚(BAPB)、4,4’-二氨基二苯基雙酚A型醚(BPODA)、4,4’-二氨基二苯基四氟代苯基醚(BAT)中的一種。

此外，所述含有硅氧烷二胺為：

其中，n＝0～100的整數，R¹與R²相同或不同，可以是甲基、乙基以及苯基中的一種。