[發明專利]一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料及其制法

在審

• 申請號: 202010945502.7
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111978494A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 馮程程
• 申請（專利權）人: 安徽晟源環保新型材料有限公司宿馬分公司
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/24;C08F230/08
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 周成金

1.一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料制備方法包括以下步驟：

(1)向體積比為1:30-50的蒸餾水和乙醇混合溶劑中加入納米SiO₂，超聲分散均勻后加入乙烯基硅烷偶聯劑，在80-100℃下，攪拌反應6-12h，過濾、洗滌并干燥，制備得到烯基納米SiO₂；

(2)在氬氣氛圍中，向N-甲基吡咯烷酮溶劑中加入2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷和二酐單體，置于恒溫油浴儀，在20-40℃下反應12-24h，再加入催化劑吡啶和脫水劑乙酸酐，升溫至100-120℃，反應4-10h，冷卻、沉淀、過濾、洗滌并干燥，再通過熱亞胺化處理，制備得到含羥基聚酰亞胺；

(3)向吡啶溶劑中加入含羥基聚酰亞胺，攪拌均勻后，緩慢滴加2-溴異丁酰溴，在-5至5℃下反應2-3h，升溫至20-30℃，勻速攪拌反應10-20h，將溶液在冰水浴中冷卻，加入甲醇溶劑直至有大量的沉淀析出，過濾掉溶劑，使用甲醇洗滌并干燥，制備得到2-溴異丁酰酯化聚酰亞胺；

(4)在氬氣氛圍中，向反應瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺溶劑、2-溴異丁酰酯化聚酰亞胺、烯基納米SiO₂、全氟丙烯酸酯，超聲分散均勻后加入促進劑2,2-聯吡啶、催化劑氯化亞銅和助催化劑氯化銅，通過液氮急速冷凍-解凍處理3-5次，在55-75℃下反應10-20h，通過液氮急速冷凍，并在空氣氛圍中，加入蒸餾水溶劑猝滅反應，過濾、洗滌并干燥，制備得到基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料。

2.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述步驟(1)中乙烯基硅烷偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一種，與納米SiO₂的質量比為10-30:100。

3.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述步驟(2)中的二酐單體為3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐或均苯四甲酸酐或3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐中的任意一種，2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷、二酐單體、吡啶和乙酸酐的質量比為100:60-90:220-300:500-600。

4.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述恒溫油浴儀包括油浴鍋，油浴鍋下方設置有恒溫加熱管，油浴鍋內部兩側固定連接有螺桿，螺桿活動連接有導輪，導輪內部活動連接有支持桿，支撐桿活動連接有固定夾，固定夾活動連接有反應瓶。

5.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述步驟(3)中的羥基聚酰亞胺和2-溴異丁酰溴的質量比為100:200-250。

6.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述步驟(4)中丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸-1H,1H-全氟代辛酯或全氟丙烯酸酯為全氟辛基乙基丙烯酸酯或全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯中的任意一種。

7.根據權利要求1所述的一種基于原子轉移自由基聚合的超疏水聚酰亞胺材料，其特征在于：所述步驟(4)中2-溴異丁酰酯化聚酰亞胺、烯基納米SiO₂、全氟丙烯酸酯、2,2-聯吡啶、氯化銅和氯化亞銅的質量比為100:5-15:2-8:25-35:10-15:0.65-1。