[發明專利]聚酰亞胺彈性凝膠體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201910502712.6
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN112062956A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 田國峰;郝福耀;武德珍;王健華;齊勝利
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08L79/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發明涉及高性能聚合物凝膠領域，公開了一種制備聚酰亞胺彈性凝膠體的方法、聚酰亞胺彈性體凝膠及應用。所述方法包括以下步驟：(1)：將二酐化合物和二胺化合物在溶劑中混合得到溶液I，將所述溶液I進行第一反應，得到聚酰胺酸溶液；(2)：將脫水劑、催化劑和聚酰胺酸溶液進行混合得到溶液II，將所述溶液II進行第二反應得到所述聚酰亞胺彈性凝膠體；其中，在所述溶液I、聚酰胺酸溶液或溶液II中加入多官能團單體。由此制得的聚酰亞胺彈性凝膠體具有更好的力學性能、彈性和形變可恢復的特性。

技術領域

本發明涉及高性能聚合物凝膠領域，具體涉及一種制備聚酰亞胺彈性凝膠體的方法、聚酰亞胺彈性凝膠體及應用。

背景技術

聚酰亞胺是一種以芳環和雜環為主要結構單元的聚合物，因其獨特的芳雜環剛性結構而具有優異的耐高低溫性能、力學性能、耐紫外輻照性能、耐腐蝕性能和低介電、高絕緣等性能特點。聚酰亞胺原料單體繁多，可通過選擇不同的單體及合成方法進行制備與成型加工。

根據其具體使用環境和成型工藝，聚酰亞胺材料的產品形式可分為薄膜、纖維、樹脂、涂料、泡沫、分離膜等。突出的綜合性能特點和豐富的產品形式使其廣泛應用于航空航天、電子微電子、通訊、機械、汽車、高鐵等國民經濟的各個領域。例如聚酰亞胺薄膜可以作為柔性電路基板、電工絕緣薄膜、大功率牽引電機絕緣等；高性能聚酰亞胺纖維可作為先進復合材料增強體、特種繩纜和柔性增強等，用于制備天線罩、飛機蒙皮、發動機殼體等；聚酰亞胺樹脂可作為樹脂基體制備耐高溫復合材料，用于發動機外涵道、整流罩等。

然而，除聚酰亞胺柔性泡沫外，不論是薄膜、纖維還是樹脂，幾乎所有的聚酰亞胺材料均不具備彈性和形變可恢復的特點，在一定程度上限制了其應用領域和成型加工方法的進一步拓展。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的聚酰亞胺材料彈性低且形變可恢復性差的問題，提供一種制備聚酰亞胺彈性凝膠體及其制備方法與應用，該方法制備得到的聚酰亞胺彈性凝膠體材料具有良好的彈性以及形變可恢復的特性。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種制備聚酰亞胺彈性凝膠體的方法，其中，包括以下步驟：

(1)：將二酐化合物和二胺化合物在溶劑中混合得到溶液I，將所述溶液I進行第一反應，得到聚酰胺酸溶液；

(2)：將脫水劑、催化劑和步驟(1)得到的產物進行混合得到溶液II，將所述溶液II進行第二反應得到所述聚酰亞胺彈性凝膠體；

其中，在所述溶液I、步驟(1)得到的產物或溶液II中加入多官能團單體。

優選地，所述聚酰胺酸溶液的固含量為4-25wt％，二酐化合物與二胺化合物的摩爾比為0.95-1.05:1。

更優選地，所述聚酰胺酸溶液的固含量為6-15wt％；二酐化合物與二胺化合物的摩爾比為0.98-1.02:1。

優選地，步驟(1)中，所述二胺化合物為2,2'-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、對苯二胺(PDA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、4,4'-二氨基二苯砜、3,3'-二氨基聯苯胺(DAB)、1,4-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4'-二氨基-2,2'-雙三氟甲基聯苯和2,2-雙[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的至少一種。

優選地，所述二酐化合物為3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐(BPDA)、2,3',3,4'-聯苯四甲酸二酐(α-BPDA)、雙酚A型二酐(BPADA)、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐(ODPA)、六氟異丙稀鄰苯二甲酸(6FDA)、二苯硫醚四酸二酐(TDPA)和3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐中的至少一種。

優選地，所述溶劑選自二甲基甲酰胺(DMF)、N-乙烯基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺(DMAc)中的一種或者多種。